Una introducción a las estructuras compuestas, con Elston Engineering Services

Producto: NX
Industria: Marina

Vivimos en un mundo donde nada se detiene. Las empresas y las personas de todo el mundo continúan ampliando los límites de las estructuras compuestas. Después de todo, fue un ingeniero, no un científico, el que pisó por primera vez otro mundo. Servicios de ingeniería de Elston (o EES) ciertamente están clasificados en ese grupo de innovadores. Con sede en Knebworth en el Reino Unido, EES opera en el mundo de los servicios de ingeniería mecánica. La empresa especializada en el desarrollo de estructuras compuestas de plástico reforzado con fibra. Ron Elston, director general, se enorgullece de ser el propietario de la empresa. Ron tiene una gran experiencia que abarca una ilustre carrera de 60 años. Su carrera comenzó como aprendiz de dibujante en ML Aviation, antes de supervisar la creación de pequeños circuitos integrados y grandes antenas de estación terrestre. La variada experiencia de Rons significa que se le considera un especialista en ingeniería mecánica y fabricación de materiales compuestos.

Para proporcionar contexto, los compuestos son una combinación de materiales no metálicos y metálicos para crear una estructura o una gama de estructuras. Estas estructuras crean componentes fuertes, livianos, rígidos y de baja densidad. Estos componentes sientan las bases para crear ensamblajes increíblemente resistentes en una amplia gama de sectores, incluidos la arquitectura, la automoción y la industria aeroespacial, por nombrar algunos. Es un enfoque que ha acelerado las capacidades de la sociedad para llevar nuestras capacidades de ingeniería al siguiente nivel.

Aplicaciones compuestas y de fabricación avanzada del siglo XXI; ¿Cómo llegamos aquí?

Hubo un tiempo en que las aplicaciones de fabricación de compuestos no podían satisfacer las necesidades de muchas empresas. Las empresas tenían una amplia comprensión de cómo los nuevos procesos y materiales revolucionarían el flujo de trabajo de fabricación para incluir compuestos. El problema era que las empresas no eran lo suficientemente proactivas para facilitar el cambio.

Ron tuvo la oportunidad de fusionar las pruebas y el análisis de estructuras compuestas con la oficina de diseño durante su tiempo en el Centro de Investigación Marconi. ¿Por qué era tan importante en ese momento? Permitió que un especialista como Ron implementara un enfoque integrado; donde un equipo supervisó el diseño conceptual, el diseño geométrico, el análisis estructural, la creación de herramientas, la creación de piezas y las pruebas. Al conectar los puntos, las empresas de fabricación de compuestos pudieron lograr una mayor innovación de productos para mejorar la eficiencia de la producción. Además, las empresas redujeron el tiempo hasta la iteración final, al mismo tiempo que impulsaron las capacidades de sus respectivas industrias.

La tecnología fue un cambio de juego para las estructuras compuestas

La experiencia de Ron contribuyó a un cambio en los procesos que resultó en mejoras dentro de la fabricación avanzada. Sin embargo, fueron las mejoras en la tecnología las que realmente impulsaron a la industria hacia una nueva era. Las capacidades modernas significan que el análisis gráfico se completa a un ritmo mucho más rápido. Además, se pueden manejar múltiples materiales compuestos simultáneamente; principalmente debido a las mejoras que hemos visto en el rendimiento y el almacenamiento del hardware de la computadora.

Los estudios de golpes y vibraciones ahora son más precisos que nunca; cuando combina todos estos elementos, el usuario recibe muchos más datos del mundo real que antes. Los equipos que tienen la experiencia y/o un conocimiento realmente pagarán dividendos. Los fabricantes de compuestos pueden reducir la masa, el costo y los tiempos de producción de sus estructuras. Como resultado, los mismos fabricantes finalmente están reduciendo su tiempo de entrega al mercado.

Sostenibilidad en la fabricación de compuestos

Los procesos y las innovaciones tecnológicas han empujado continuamente los estándares de la industria hasta donde estamos hoy dentro de la fabricación de compuestos. Sin embargo, se necesita una transición global hacia una sociedad más sostenible; la fabricación de compuestos no es inmune a esto.
Afortunadamente, las empresas de fabricación de compuestos ya están considerando los aspectos prácticos de implementar tecnologías sostenibles en su flujo de trabajo. En algunos casos, las empresas están comenzando a recuperar la fibra de carbono de productos fuera de uso fuera de servicio. Además, ha habido un cambio hacia el uso de termoplásticos en lugar de plásticos termoendurecibles. Los plásticos termoendurecibles para compuestos normalmente incorporan resina epoxi de un solo uso. Los termoplásticos como el polietileno no tienen este problema; su estructura química significa que pueden volver a fundirse y retirarse de las estructuras compuestas para su reutilización. Es esencialmente una etapa temprana de una “economía circular” dentro de la industria de fabricación de compuestos.

Los plásticos reforzados con fibra pueden producir estructuras con relaciones de resistencia a peso superiores a las de los materiales tradicionales, como el acero y el aluminio. El refuerzo de los termoplásticos utilizando fibra de carbono reutilizada o fibra ‘virgen’ puede lograr propiedades de resistencia y rigidez que se acerquen a las que se logran con compuestos termoendurecibles. Estamos viendo una mejora continua de las materias primas para crear productos fuertes, sin comprometer la calidad y reduciendo las emisiones de carbono en paralelo. Este es realmente el comienzo de que los fabricantes de compuestos reconozcan los peligros que representan las emisiones de carbono y avancen hacia un modelo más sostenible para el futuro.

¿Por qué Siemens para estructuras compuestas?

Para alguien con la experiencia de Rons, usar una aplicación de software poderosa es tan importante como tener una sólida comprensión de la ciencia detrás de las estructuras compuestas. 50 años en la industria significan que Ron ha visto, usado y dominado una variedad de aplicaciones de software. Por lo tanto, es testimonio de Siemens que NX sigue siendo el paquete elegido por Elston Engineering Services. ¿Por qué es este el caso?

El enfoque integrado de Siemens NX

Ron cree que Siemens tiene un enfoque integrado con NX; diferentes funciones con diferentes propósitos se empaquetan en la misma aplicación para permitir a los usuarios permanecer en una plataforma para todo su flujo de trabajo. Los ingenieros de diseño pueden perder un tiempo precioso durante su flujo de trabajo exportando conjuntos de datos a otra aplicación, si su aplicación principal no viene equipada con las características correctas que necesitan para su caso de uso. Siemens NX elimina este problema. Tener en cuenta una estrategia de desarrollo consistente que agregue una gama de funciones en futuras versiones de NX sienta las bases para que NX satisfaga las necesidades de múltiples empresas en una variedad de industrias.

Comprender la ciencia detrás de las estructuras compuestas

El usuario puede tener una sólida comprensión de la ciencia detrás de las estructuras compuestas. Luego necesitan tener las herramientas disponibles para simular con precisión la ciencia dentro de su aplicación. Es un aspecto importante para cualquier aplicación al analizar cómo se comportará una variedad de estructuras compuestas en escenarios del mundo real. ¡Esto es especialmente cierto cuando el escenario se vuelve extremo y ejerce enormes presiones externas sobre las estructuras! NX analiza con precisión estructuras compuestas y metálicas de acuerdo con escenarios del mundo real. Es una característica que surgió cuando Ron desarrolló antenas de radar con EASAT para usar en zonas de clima intenso.

×