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Falcon

Fully automated, controlled and versatile system for low cost, high rate and energy efficient production of highly loaded aeronautical structural parts.

Proyecto FALCON

Programa: H2020-CLEANSKY

Duración: Junio 2017- Noviembre 2019

Coordinador: Pere Castell, Aitiip Technology Center

Más información: Pascual Gracia,
Clean Sky noticias: https://www.cleansky.eu/falcon-takes-classic-manufacturing-to-the-next-level

El objetivo principal del proyecto FALCON es el diseño y fabricación de un sistema utillaje que consiga una reducción de herramientas en un 40%, con una eficiencia incrementada (30% de reducción de tiempo, 20% de coste y 20% de energía) y asegurando altas calidades (estándares de calidad del sector aeronáutico) para la la producción de cuadernas del fuselaje a través de polímeros reforzados con fibra de carbono para las diferentes secciones de fuselaje, las cuales son sometidas a diferentes niveles de carga.

Fundación AITIIP durante la ejecución del Proyecto FALCON ha fabricado utillajes de gran tamaño para press-forming y utillajes de curado para RTM para la producción de piezas aeronáuticas en el marco de CLEANSKY2. El utillaje de press-forming se compone de un Sistema de prensa de 150 toneladas y un utillaje basado en 6 mandrinos móviles capaces de doblar y planchar el tejido del composite durante el proceso de conformado.

El calor se conduce a través de los materiales del utillaje, si bien es generado por el Sistema de la prensa. Además, varias innovaciones adicionales complementan el proceso de fabricación desarrollado. Los módulos disponen de conectores independientes para facilitar un proceso de plug and produce, mientras que los conectores y el control del Sistema de cilindros hidráulicos permite un exhaustivo control en la actuación de la cinemática del proceso. Por otro lado, el sistema de calentamiento y refrigeración ha sido diseñado especialmente para optimizar la eficiencia del proceso, mejorando la calidad del producto y la eficiencia energética de sistema, utilizando sistemas novedosos de Fabricación Aditiva para integrar e implementar dicho concepto de conformal cooling and heating. Este sistema de gestión térmica se adapta a la geometría de la pieza mediante la combinación de tecnologías de metalizado, con canales embebidos y tecnologías de impresión 3D metálica adaptadas para grandes espesores.

Utillaje Falcon

El utillaje de curado para RTM sirve para consolidar la preforma resultante de proceso previo de conformado. Se compone principalmente de dos semi-moldes (superior e inferior) y varios mandrinos. Por otro lado, el utillaje de curado se ha diseñado para poder integrar los componentes de refuerzo en el marco principal durante el proceso de curado para consolidar el sistema de forma integrada. La precisión en el posicionamiento se consigue mediante un utillaje que se ha fabricado mediante técnicas de mecanizado de alta precisión.

El objetivo de FALCON no se limita exclusivamente a técnicas de conformado por presión y curado, si no que además contempla innovaciones en software, control, monitorización, modularidad, ALM, que permitirá reconducir los sistemas de fabricación clásicas a un nivel más avanzado. El proyecto ha permitido a AITIIP entender y desarrollar un concepto único de servo conformado para máquinas que conforme hi-tape en formatos con forma de U, T y Z.

Hi-tape

En FALCON, los procesos de monitorización son monitorizados y controlados en tiempo real usando un sistema de lazo cerrado, que evite errores dimensionales y térmicos en la producción, además de aportar grandes ahorros energéticos y de material.

Resultados

El concepto de servoconformado en la máquina de FALCON toma datos de control para corregir la evolución y actuación de la prensa. En términos de robustez y repetibilidad FALCON muestra grandes ventajas sobre los sistemas actuales, carentes de automatización. La versatilidad y modularidad de FALCON permite una adaptación sencilla y con inversión limitada para la integración de nuevos materiales y funcionalidades, asegurando que FALCON siga siendo un sistema seguro y fiable en el futuro. La reducción del coste de utillajes, su flexibilidad y modularidad permitirán mejorar las ratios de producción, en procesos fuera de autoclave minimizando los residuos, el consumo de energía y el consumo de materias primas en el sector aeronáutico.

  • La difusión de los resultados del proyecto se ha realizado mediante múltiples publicaciones en redes sociales (Facebook, LinkedIn y Twitter) que han resultado en un amplio impacto sobre más de 4.500 usuarios. Además, se ha encontrado un gran interés de los sectores industriales mediante la realización de conferencias y ferias como es el caso de:
    Metal Madrid (Madrid, Noviembre 2019): Sesión paralela con Composites España y Robomática 2019. AITIIP participó compartiendo expositor con su socio ARASOL, mostrando al publico algunas de las posibilidades de fabricación y los demostradores realizados en metal y en composites durante el proyecto FALCON.
  • KRAKEN Conferencia final (Zaragoza, Septiembre 2019): José Antonio Dieste (coordinador del proyecto) presentó las posibilidades de FALCON como parte de los nuevos hitos de AITIIP en relación a la investigación y desarrollo del sector aeronáutico, ante una audiencia procedentes de la industria con más de 100 asistentes.

Aitiip Centro Tecnológico

El topic manager de esta iniciativa ha sido AERNNOVA, y el presupuesto total del Proyecto FALCON ha sido 496.250€, para un proyecto que comenzó en Junio de 2017 y se ha cerrado en Noviembre de 2019.

This project has received funding from the Clean Sky 2 Joint Undertaking under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 754274
Sky 2 UE

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    El proyecto se titula FALCON y el objetivo de este proyecto es diseñar y fabricar un innovador sistema de herramientas y utillajes para producir piezas de materiales compuestos para aviones. Para alcanzar este objetivo se invertirá un presupuesto de 496.250 € en 18 meses.