Prototipos aeroespaciales: Una guía completa
Los procesos de fabricación de la industria aeroespacial deben ser muy exactos y precisos. Esta industria sirve tanto a aviones como a naves espaciales, que tienen una importancia crucial. Conozca sus procesos y aplicaciones con esta guía de prototipado aeroespacial.
¿Qué es el prototipado aeroespacial?
El prototipado aeroespacial consiste en diseñar y crear los modelos de los componentes utilizados en la industria aeroespacial. Los sistemas y piezas de las naves espaciales o aeronaves se crean para probar la funcionalidad, el diseño y el rendimiento antes de la fabricación real de estos sistemas y componentes.
La creación de prototipos es muy importante en el proceso de desarrollo de estos sistemas aeroespaciales. Los diseñadores e ingenieros pueden identificar los problemas si persisten y mejorarlos de forma pertinente. Estos prototipos garantizan incluso el cumplimiento de las normas de la industria aeroespacial por parte de los componentes creados como modelos prototipo.
¿Por qué la creación de prototipos en la industria aeroespacial?
La creación de prototipos en la industria aeroespacial es muy importante debido a la complejidad y las normas asociadas al desarrollo de aeronaves y naves espaciales. A continuación se exponen algunas de las razones que hacen que la creación de prototipos sea importante en la industria aeroespacial:
Mitigación del riesgo
La mitigación del riesgo suele ser una razón fundamental para optar por crear prototipos en la industria aeroespacial. Las dos preocupaciones más importantes de esta industria son la fiabilidad y la seguridad, los prototipos permiten a los ingenieros probar los diseños y asegurarse de que son seguros y fiables.
Aprobación del diseño
Los componentes aeroespaciales son complejos y pueden necesitar un rendimiento preciso. Estos componentes deben ofrecer integridad estructural, aerodinámica y dinámica térmica debido a la naturaleza del sector.
Por eso, cuando se crean prototipos, los diseñadores e ingenieros pueden acceder a ellos detenidamente para ver si estos diseños cumplen o no las especificaciones normativas del sector. Esto ayuda a introducir mejoras antes de fabricar los componentes finales.
Ahorra tiempo y dinero
El prototipado permite crear diseños como modelos prototipo antes del diseño real. Esto permite comprobar y evaluar los componentes y, en caso necesario, introducir mejoras.
Si el componente real se crea de antemano y hay algún problema, se perderá mucho dinero y tiempo. Diseñar un modelo no cuesta mucho y puede crearse en menos tiempo.
¿Cómo se crea un prototipo aeroespacial?
Cuando se trata de crear un prototipo aeroespacial, se siguen algunos pasos para llevar a cabo el proceso, que se indican a continuación:
- La primera fase es la etapa en la que se crea el diseño. Puede hacerse utilizando modelos 3D, software CAD y esbozando el diseño. Estos modelos ayudan a crear un producto visual que luego puede convertirse en un prototipo.
- Los prototipos aeroespaciales deben cumplir criterios específicos de durabilidad, resistencia y peso. De ahí que se seleccionen los materiales pertinentes. La mayoría de los materiales utilizados en los prototipos aeroespaciales son titanio, aluminio o materiales compuestos. En función de la función del prototipo, se elige el material adecuado.
- A continuación, se utiliza un software de simulación para probar el diseño del prototipo en diferentes condiciones. Esto debe hacerse antes de crear físicamente el prototipo. Nos permite identificar cualquier problema con antelación, incluso antes de las pruebas físicas.
- Una vez finalizados el material y el diseño, se utilizan varios métodos de fabricación, como el mecanizado CNC, la impresión 3D, el moldeo por inyección, etc., para crear los prototipos. El método elegido se basa en la naturaleza y la función del componente.
- Los prototipos de un diseño concreto pueden tener componentes idénticos. En este caso, todos ellos se ensamblan primero utilizando distintas técnicas de unión y se crea un prototipo final.
- Para evaluar la seguridad, el rendimiento y los requisitos normativos del prototipo, se somete a pruebas con distintos métodos. Si el prototipo supera todas las pruebas, se somete a la producción real.
Selección de materiales para prototipos aeroespaciales
La selección de materiales para la creación de prototipos aeroespaciales es muy importante. Requiere tener en cuenta varios aspectos, algunos de los cuales se indican a continuación:
Especifique los requisitos
Lo primero que ayuda a identificar el material adecuado para la creación de prototipos aeroespaciales es determinar los requisitos que debe cumplir el prototipo. Por ejemplo, hay que tener en cuenta la resistencia térmica, el peso y la durabilidad del componente en función de la finalidad de la aplicación.
Si necesita prototipos para componentes estructurales, debe elegir un material que sea ligero y resistente, por ejemplo, el aluminio.
Evaluar las propiedades de los materiales
La evaluación de los materiales se basa en propiedades mecánicas como la resistencia a la tracción, las propiedades térmicas, la resistencia a la corrosión y la conductividad eléctrica. Por tanto, debe evaluar estas propiedades en función de los requisitos de la aplicación y las condiciones en las que debe funcionar el prototipo.
Analizar el coste de fabricación
El coste de fabricación del prototipo aeroespacial depende del material que haya elegido, y también debe ser compatible con el proceso de fabricación que haya seleccionado. Si elige varios metales como el níquel, el titanio y el acero inoxidable, todos ellos le garantizarán menos desperdicio y rentabilidad.
Algunas aplicaciones en la creación de prototipos aeroespaciales pueden ser de alto rendimiento y, por lo tanto, necesitan materiales caros debido a su importancia y a la naturaleza de su rendimiento.
Probar el material
El ensayo de materiales también es una parte esencial de la fabricación de un prototipo aeroespacial. El material seleccionado debe tener las especificaciones requeridas y debe pasar por un ensayo en el que se puedan comprobar sus propiedades mecánicas para ver si es adecuado o no.
Métodos de creación de prototipos aeroespaciales
Existen diferentes métodos de diseño y creación de prototipos aeroespaciales y algunos de ellos son los siguientes:
Mecanizado CNC
Mecanizado CNC es un método orientado a la precisión para crear componentes aeroespaciales complejos. La máquina utiliza bloques de material a los que se da forma cortando, fresando y taladrando mediante instrucciones de software.
El proceso es un método automatizado controlado por ordenador que ayuda a producir componentes de alta precisión que requieren una tolerancia ajustada. Por tanto, es adecuado para fabricar tanto prototipos como componentes finales.
Impresión 3D
La impresión 3D es un proceso de fabricación aditiva. Crea el prototipo en forma de capas utilizando modelos digitales. Es un proceso versátil que también utiliza múltiples tipos de materiales, incluidos los metales, compuestosy plásticos. Suele optarse por crear geometrías detalladas y está abierto a modificaciones rápidas en el diseño.
Moldeo por inyección
El proceso de moldeo por inyección consiste en fundir el material y verterlo en los moldes. Ayuda a crear componentes que tienen formas complejas y requieren una fabricación repetible. Componentes de plástico y sus prototipos para aplicaciones aeroespaciales pueden fabricarse con este método.
Ejemplos de prototipos aeroespaciales
Las aplicaciones de los prototipos aeroespaciales pueden verse en múltiples componentes, que se indican a continuación:
Partes estructurales de las aeronaves
Los prototipos de aviones ayudan a crear los modelos de los componentes estructurales, que incluyen el tren de aterrizaje, las alas y las secciones del fuselaje. La principal razón para crear estos prototipos es comprobar su rendimiento aerodinámico y su durabilidad. Al probar estos prototipos, se puede evaluar si estos componentes cumplen o no las normas de rendimiento y seguridad.
Componentes del motor
Los prototipos de motores se crean para poder probar nuevas tecnologías y diseños. Algunos ejemplos son los sistemas de combustible, las cámaras de combustión y los álabes de turbina. Los prototipos de motor se utilizan de diversas formas, que consisten en simular las condiciones de funcionamiento para comprobar si rinden con eficiencia o no.
Componentes interiores de los aviones
La distribución interior de un avión incluye zonas de almacenamiento, asientos y otros sistemas interiores presentes en la cabina. Estos componentes están pensados para mejorar la comodidad del pasajero, por lo que los prototipos se someten a pruebas de seguridad, comodidad y ergonomía. Estos prototipos también tienen en cuenta si el componente cumple o no la normativa estándar.
Conclusión
La creación de prototipos aeroespaciales es una consideración crucial para la fabricación de componentes aeroespaciales. Si busca servicios fiables de creación de prototipos aeroespaciales para su proyecto, puede ponerse en contacto con DEK.
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