COMPOLAB: Laboratorio de Materiales Compuestos para Aeronáutica, en Terrassa

La nueva instalación fue inaugurada el pasado dia 25 de noviembre del 2009 en Intexter, Laboratorio Textil del campus de la UPC en Terrassa, como resultado de una colaboración con el Departamento de Materiales de la UPC, con la Escuela Técnica Superior de Ingenierías Industrial i Aeronáutica (ETSEIAT), la empresa de ingeniería SENER y el Centro de Tecnología Aeroespacial (CTAE). Se utilizará para la formación práctica de estudiantes y para la investigación aplicada en materiales compuestos y sus procesos de fabricación, especialmente para aplicaciones aeronáuticas.
El “COMPOLAB” se inaugura con dos máquinas desarrolladas específicamente para este laboratorio, completamente instaladas y a punto para ser utilizadas, con la infraestructura y equipamientos necesarios en todo el laboratorio de materiales y textil.

Ya en los años 70 se empezaron a utilizar los materiales compuestos en la aviación militar y, desde entonces, el sector ha conocido una creciente y más amplia aplicación de dichos materiales en la aviación militar actual. El Eurofighter, por ejemplo, es el caza más avanzado en el uso de materiales compuestos reduciendo en un 40% su peso estructural.
También el transporte aéreo ha conocido una progresión importante en la utilización de materiales compuestos en secciones estructurales de los aviones comerciales. En los años 80, dichas aeronaves ya utilizaban materiales compuestos en las superficies de control (estabilizador de cola y horizontal), hasta llegar al 10% de sus secciones estructurales en el Airbus A310 y Boeing B757. En el año 2000, ya se había conseguido reducir hasta un 30% del peso total en los Airbus A380, A320, A340 y también en el Boeing B777 y con la nueva generación se están alcanzando cuotas del 50% (A350 y B787).
Los materiales compuestos avanzados se están imponiendo como materiales estructurales en muchas de las aplicaciones aeroespaciales por su gran resistencia, rigidez y, en general, por sus mejores características físicas. A parte de las alas y los estabilizadores, se están introduciendo los materiales compuestos en otras secciones de los aviones comerciales como el fuselaje y los trenes de aterrizaje ligeros. Otro segmento de investigación se está orientando hacia elementos de propulsión, secciones calientes, otros elementos secundarios, etc.

Los materiales compuestos presentan muchas ventajas comparados con materiales metálicos. Por ejemplo, se pueden dar formas más complejas reduciendo el número de piezas que hay que fabricar en un componente determinado. Esto reduce los puntos de tensión que generan fracturas en sitios como juntas y uniones. Además, los tiempos de ensamblaje en planta se reducen. Ahora bien, el tiempo que se gana en etapas de ensamblaje se pierde mayoritariamente durante la fabricación de dichos componentes de material compuesto, que acostumbran a ser más largos que sus homólogos en metal.
La máquina de conformado en caliente (hot drape forming) y la de producción de elementos de relleno (fillers) son dos elementos primordiales para la investigación de nuevos procesos de conformado, para reducir el tiempo de fabricación y acercarlo a los de fabricación metálica. Además, estas máquinas permiten llevar a cabo investigación fundamental en materiales compuestos avanzados.

El conformado en caliente o Hot Drape Forming (HDF) también trabaja materiales pre-impregnados, en este caso a partir de piezas laminadas planas, para darle una forma determinada sin curar, como la de un larguerillo. Se requiere un estudio minucioso del proceso HDF con tal de evitar la formación de arrugas en el material. Con dicha maquina se pueden probar piezas de hasta 4 metros de longitud, suficientes para el tipo de perfil que se desea estudiar.