AERONÁUTICA
MECANIZADO AERONÁUTICO
La industria aeronáutica ha sufrido diferentes fases de crecimiento y ralentización a lo largo de los años. Según el informe ‘Global Fleet & MRO Market Forecast 2021-2031’, se espera que la flota mundial se sitúe en 36.500 aviones en 2031. Las empresas aeronáuticas líderes como Lockheed Martin, Airbus, Raytheon Technologies, Boeing, General Dynamics, Northrop Grumman, BAE Systems, Thales, Safran o Leonardo SpA se centran en la innovación para el desarrollo de nuevas tecnologías y soluciones con el fin de crear nuevos mercados y ampliar las oportunidades de crecimiento. En lo relativo al mecanizado aeronáutico en la fabricación de piezas, aún hoy mantiene un elevado grado artesanal en algunas de sus etapas. Hay que tener en cuenta que las series de aviones a producir no suelen sobrepasar las mil unidades. Los procesos actuales de fabricación están encaminados hacia tecnologías más eficientes como, por ejemplo, la fabricación aditiva.
MECANIZADO DE PIEZAS PARA AERONÁUTICA
El mecanizado aeronáutico abarca una amplia gama de piezas que son esenciales para el funcionamiento de las aeronaves. Estas piezas requieren una precisión y calidad excepcionales, y los tornos ofrecen la capacidad de fabricarlas con los estándares más altos. Veamos algunas de las piezas clave que se mecanizan con tornos para el sector aeronáutico. Componentes del motor, componentes estructurales, sistemas de control, conexiones y herrajes, componentes de tren de aterrizaje, sistemas de combustible, instrumentación… todas las piezas juegan un papel fundamental:
- Álabes de turbina: Estas piezas dirigen el flujo de gases de escape en el motor, generando la fuerza necesaria para impulsar la aeronave.
- Carcasas de motor: Las carcasas de motor son estructuras externas que protegen los componentes internos del motor.
- Bastidores: Los bastidores son estructuras que forman parte del sistema estructural de la aeronave. Dan soporte y rigidez, distribuyendo las cargas y tensiones a lo largo de la estructura.
- Actuadores: Estos dispositivos se emplean para controlar diferentes sistemas en la aeronave, como el tren de aterrizaje, los flaps y los timones, permitiendo su movimiento y funcionamiento adecuado.
- Pernos: Los pernos son elementos de fijación que sirven para unir y asegurar las diferentes partes de la aeronave.
- Ejes: Transmiten el movimiento y la energía entre diferentes partes del sistema, como son el motor y las hélices.
- Racores: Estas piezas se utilizan para conectar sistemas y componentes en el sistema de combustible de la aeronave, asegurando un flujo controlado de combustible.
- Pantallas para instrumentos: Estos elementos visuales se utilizan en los paneles de control de la aeronave aportando información importante sobre el estado y el rendimiento de los sistemas de la misma.
- Soportes: Los soportes se utilizan para sostener y fijar diferentes componentes y sistemas en la aeronave. Su función pasa por asegurar un montaje seguro y confiable.
- Rodamientos: Los rodamientos son elementos de fricción reducida utilizados para permitir el movimiento suave y eficiente de diferentes partes de la aeronave, como el tren de aterrizaje y las superficies de control.
VENTAJAS DE UTILIZAR TORNOS PARA EL MECANIZADO AERONÁUTICO
En un proceso productivo en el que cada micra cuenta, equiparse con maquinaria de primer nivel aporta un valor añadido inconmensurable a la calidad del producto final. Los tornos CNC son máquinas robustas, potentes y fiables que permiten la fabricación de piezas que requieren un alto grado de precisión. Ese valor añadido se sustenta en las siguientes ventajas:
Precisión dimensional
Eficiencia en el proceso de mecanizado
Flexibilidad
Repetibilidad
Reducción de errores
Optimización de recursos
- Precisión: Los tornos permiten un mecanizado altamente preciso resultando en piezas de alta calidad y ajuste perfecto.
- Eficiencia: La automatización de los tornos permite una producción más rápida y eficiente, reduciendo los tiempos muertos de fabricación y aumentando la productividad. El sistema Gantry Loader es un gran aliado en procesos donde se requiere una intervención humana mínima primando el trabajo desatendido.
- Flexibilidad: Los tornos pueden mecanizar una amplia variedad de materiales, lo que proporciona flexibilidad en la fabricación de piezas para la industria aeronáutica.
- Repetibilidad: Los tornos garantizan la repetibilidad en la fabricación de piezas sin desvío, lo que permite mantener altos estándares de calidad y consistencia.
- Reducción de errores: La programación precisa del control numérico minimiza los errores humanos y reduce la posibilidad de fallos o imperfecciones en las piezas fabricadas.
- Optimización de recursos: Los tornos permiten un uso eficiente de los materiales, minimizando los desperdicios y optimizando los recursos en el proceso de mecanizado aeronáutico.
TORNOS PARA MECANIZADO AERONÁUTICO: LO MÁS DEMANDADO
A continuación, se detallan los procesos más frecuentes y demandados en el uso de tornos para el sector aeronáutico.
COMPONENTES DEL MOTOR EN MECANIZADO AERONÁUTICO
En la industria aeronáutica, los componentes del motor desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento y rendimiento de las aeronaves. Estas piezas son responsables de la generación de potencia y propulsión necesarias para el vuelo. A continuación, se describen algunos ejemplos concretos de componentes del motor utilizados en la aeronáutica:
- Árboles de transmisión: Los árboles de transmisión son elementos mecánicos que transmiten la energía generada por el motor a otras partes de la aeronave, como las hélices o los sistemas auxiliares. Los tornos permiten realizar operaciones de torneado y fresado para lograr la forma y las tolerancias precisas requeridas.
- Álabes de compresores: Los álabes están diseñados para aumentar la presión del aire antes de que ingrese a la cámara de combustión. Los tornos se utilizan en operaciones de torneado y fresado en materiales resistentes, como aleaciones de titanio o superaleaciones garantizando la forma aerodinámica óptima de los álabes y las tolerancias ajustadas requeridas.
- Actuadores en boquillas de escape: Las boquillas de escape son componentes que canalizan los gases de escape generados por el motor maximizando la eficiencia de la propulsión, proporcionando un flujo adecuado de gases y un rendimiento óptimo. Los tornos intervienen en operaciones como el torneado y fresado en materiales resistentes al calor, como aleaciones de níquel.
COMPONENTES ESTRUCTURALES EN MECANIZADO AERONÁUTICO
Los componentes estructurales en mecanizado aeronáutico son responsables de proporcionar resistencia, rigidez y soporte estructural a la aeronave, asegurando su integridad y capacidad de carga. Estos son los principales componentes estructurales en cuya fabricación pueden emplearse tornos:
- Soportes: Los soportes son elementos estructurales diseñados para proporcionar apoyo y resistencia a otros componentes o sistemas en la aeronave. Pueden ser soportes de motor, soportes de equipos electrónicos, soportes de sistemas hidráulicos, entre otros. El mecanizado aeronáutico con tornos aporta precisión a los detalles geométricos y lograr tolerancias ajustadas para garantizar una correcta instalación y funcionamiento de los soportes.
- Rieles de deslizamiento: Los rieles de deslizamiento se utilizan en los sistemas de movimiento y desplazamiento, como los asientos deslizantes en la cabina de la aeronave. Estos rieles permiten un movimiento suave y seguro de los asientos, brindando comodidad y funcionalidad a los pasajeros. El uso de tornos en el mecanizado aeronáutico de los rieles permite crear componentes de los carros con mejores ajustes para garantizar un deslizamiento suave.
SISTEMAS MECÁNICOS AERONÁUTICOS
Los sistemas mecánicos en aeronáutica garantizan el funcionamiento seguro y eficiente de las aeronaves ya que son responsables de controlar y regular diversos aspectos del vuelo, como el movimiento, la estabilidad, la dirección y otras funciones críticas. Estos son algunos de los componentes más utilizados:
- Actuadores: Los actuadores se encargan de convertir la energía hidráulica, neumática o eléctrica en movimiento mecánico. Estos dispositivos se utilizan para controlar superficies de control, como alerones, timones y flaps, permitiendo cambios en la actitud y maniobrabilidad de la aeronave. Los tornos intervienen en la fabricación de las partes principales, como el vástago del actuador y los elementos de transmisión de fuerza
- Juntas universales: Estas piezas también conocidas como juntas cardán son dispositivos mecánicos que permiten la transmisión de movimiento y potencia entre ejes en ángulos variables. Transmiten el movimiento desde los actuadores a las superficies de control.
- Ejes: Son componentes cilíndricos utilizados en los sistemas de control para transmitir el movimiento desde los actuadores a diferentes partes de la aeronave. Están presentes en mecanismos de dirección, sistemas de frenado, sistemas de aterrizaje y otros sistemas de control. Los tornos son útiles para mecanizar las superficies cilíndricas, los agujeros de montaje y los detalles de conexión otorgando precisión dimensional, la suavidad de superficie y las tolerancias ajustadas necesarias para un funcionamiento confiable y duradero de los ejes.
- Palancas: Las palancas son elementos de control que permiten la transmisión y amplificación de fuerzas y movimientos en los sistemas de control utilizándose en una variedad de aplicaciones, como sistemas de dirección, sistemas de frenado y sistemas de control de vuelo. Los tornos ayudan a mecanizar las formas precisas, los orificios de montaje y los detalles de agarre.
CONEXIONES Y HERRAJES EN MECANIZADO AERONÁUTICO
Las conexiones y herrajes garantizan la integridad estructural, la seguridad y la resistencia de la aeronave durante el vuelo. Estos son los más comunes en aeronáutica:
- Pernos: Los pernos son elementos de sujeción utilizados para unir partes y componentes de la aeronave. Poseen una cabeza en un extremo y una rosca en el otro extremo y se utilizan en diversas aplicaciones, como la unión de paneles, ensamblaje de estructuras y fijación de componentes. Los tornos se emplean a menudo para mecanizar la parte roscada del perno, así como para crear la cabeza adecuada, que puede tener diferentes formas según el diseño requerido.
- Tuercas: Las tuercas son componentes utilizados en combinación con pernos para proporcionar una unión segura y resistente. Tienen una forma generalmente hexagonal y cuentan con una rosca interna que se acopla a la rosca del perno. Las tuercas aseguran la unión de componentes en la estructura de la aeronave, como paneles, soportes y otros elementos. Los tornos son el mejor aliado para mecanizar la rosca interna y la forma hexagonal de la tuerca con total precisión.
- Espárragos: Los espárragos son elementos de fijación similares a los pernos, pero sin cabeza. Cuentan con una rosca en ambos extremos y se utilizan para fijar partes y componentes de la aeronave donde no se requiere una cabeza saliente. Los espárragos se utilizan en aplicaciones como la fijación de paneles, soportes y componentes estructurales.
- Bridas: Estos elementos de sujeción sirven para unir, asegurar y sujetar cables, tuberías y otros elementos en la aeronave. Estas piezas se componen de una banda metálica en forma de anillo con una abrazadera o sistema de cierre para proporcionar una sujeción firme. Las bridas se utilizan en sistemas de cableado, sistemas de combustible, sistemas hidráulicos y otros sistemas de la aeronave.
COMPONENTES DE TREN DE ATERRIZAJE EN MECANIZADO AERONÁUTICO
El tren de aterrizaje desempeña un papel crucial en aeronáutica ya que es el encargado de comprometer o no un despegue y un aterrizaje seguro del avión. Este tipo de componentes soportan y guían la nave durante las fases de despegue, aterrizaje y rodaje. Los principales componentes del tren de aterrizaje son:
- Ejes: Estos elementos cilíndricos utilizados en el tren de aterrizaje para proporcionar una conexión y soporte estructural entre las ruedas y el sistema de suspensión se caracterizan por su resistencia a las cargas y desgaste. El uso de tornos permite mecanizar las superficies cilíndricas, las roscas y los detalles de montaje necesarios.
- Casquillos: Son elementos cilíndricos con un orificio interior y exterior utilizado para proporcionar un rodamiento y reducir la fricción entre las partes móviles del tren de aterrizaje, como ejes y soportes. Sus funciones principales son garantizar la suavidad de movimiento y la resistencia al desgaste.
- Rodamientos: Los rodamientos permiten el movimiento suave y controlado de las partes móviles, como ruedas y ejes. Estos componentes están formados de una estructura de bolas o rodillos en un anillo exterior e interior. En la fabricación de rodamientos, los tornos CNC son utilizados para mecanizar los anillos exteriores e interiores, así como las superficies de contacto de las bolas o rodillos
- Soportes: Estos componentes estructurales son utilizados para fijar y sostener partes del tren de aterrizaje, como ejes, ruedas y casquillos. Son resistentes y capaces de soportar las cargas y fuerzas aplicadas durante el despegue, aterrizaje y rodaje. Durante su proceso de fabricación, los tornos sirven para mecanizar las superficies de montaje, las formas estructurales y los detalles de fijación.
SISTEMAS DE COMBUSTIBLE EN MECANIZADO AERONÁUTICO
Los sistemas de combustible proporcionan el suministro de combustible necesario para el funcionamiento de los motores de la aeronave, responsabilizándose de almacenar, transportar y distribuir el combustible de manera segura y eficiente. Los componentes más habituales son:
- Inyectores de combustible: Atomizan y suministran el combustible en la cámara de combustión del motor de manera controlada y eficiente. Los inyectores de combustible tienen una serie de orificios y boquillas que permiten una pulverización fina del combustible. El uso de tornos en su proceso de fabricación ayuda a mecanizar las boquillas, orificios y superficies de conexión.
- Racores: Unen diferentes secciones de tuberías y mangueras. Son responsables de proporcionar una conexión segura y estanca para el flujo de combustible. Los racores pueden tener diferentes formas y tamaños, y se utilizan en uniones rectas, en ángulo o en derivaciones. En la fabricación de racores, los tornos son utilizados para mecanizar las roscas, las superficies de sellado y las formas requeridas.
- Válvulas para el sistema de combustible: Estas piezas controlan el flujo y la presión del combustible en el sistema, asegurando un suministro adecuado en diferentes condiciones de vuelo. Las válvulas pueden ser de varios tipos, como válvulas de corte, válvulas de regulación de presión y válvulas de drenaje.
INSTRUMENTACIÓN EN MECANIZADO AERONÁUTICO
La instrumentación juega un papel fundamental en la aeronáutica al proporcionar información crítica sobre el estado y el rendimiento de la aeronave durante el vuelo. Estos sistemas permiten medir, controlar y visualizar diversos parámetros, como la velocidad, la altitud, la temperatura, la presión, entre otros. Algunos de los componentes en los que intervienen tornos en su proceso de fabricación son:
- Soportes para pantallas: Su función es fijar y sostener pantallas y visualizadores en la cabina de la aeronave proporcionando un montaje seguro y ajustable para una visualización óptima de la información. Los tornos mecanizan las partes estructurales del soporte, como los brazos de montaje y las placas de fijación.
- Carcasas de indicadores: Protegen y alojan los indicadores y medidores en la instrumentación de la aeronave. Estas carcasas proporcionan una estructura resistente y protección contra el entorno de vuelo. Los tornos pueden emplearse para mecanizar las formas exteriores, las aberturas para los indicadores y las superficies de montaje.
- Componentes de paneles de control: Los componentes de los paneles de control son elementos utilizados para alojar y organizar los interruptores, botones y controles en la cabina de la aeronave. Estos componentes permiten un acceso conveniente y una operación intuitiva de los sistemas y funciones.
RAZONES PARA COMPRAR TORNOS PARA MECANIZADO AERONÁUTICO
Las ventajas estratégicas de incluir una partida importante para la compra de maquinaria, concretamente de tornos de control numérico, son innegables. Comprar tornos para el mecanizado aeronáutico presenta numerosas ventajas entre las que cabe destacar las siguientes:
- Capacidad de producción interna: Contar con tornos propios permite tener un mayor control sobre el proceso de fabricación y reducir la dependencia de proveedores externos.
- Mejora de la competitividad: La capacidad de fabricar piezas de alta calidad en el propio taller mejora la competitividad de la empresa en el mercado aeronáutico.
- Adaptabilidad a la demanda: Los tornos ofrecen flexibilidad para adaptarse a los cambios en la demanda, permitiendo una respuesta más ágil y eficiente a las necesidades de los clientes.
- Innovación y desarrollo: La posesión de tornos abre la puerta a la innovación y al desarrollo de nuevas soluciones y productos en el ámbito del mecanizado aeronáutico.
- Ahorro a largo plazo: Aunque la inversión inicial en tornos puede ser significativa, a largo plazo se traduce en ahorros en costos de producción y mayor rentabilidad. Los tornos CMZ, por ejemplo, tienen un ciclo de vida de más de 20 años. La inversión está absolutamente rentabilizada.
El mecanizado aeronáutico desempeña un papel fundamental en la fabricación de piezas para la industria aeroespacial. Los tornos son herramientas esenciales en este proceso, permitiendo la producción de piezas de alta calidad, precisión y eficiencia. Desde componentes del motor hasta sistemas de control, conexiones y herrajes, el mecanizado aeronáutico abarca una amplia gama de piezas clave para la industria aeroespacial. La adquisición de tornos CNC ofrece numerosas ventajas estratégicas, mejorando la competitividad y la capacidad de adaptación a las demandas del mercado.
