HERRAMIENTAS DE DISEÑO DE AERONAVES EN MATERIALES COMPUESTOS

8/7/2019 HERRAMIENTAS DE DISEO DE AERONAVES EN MATERIALES COMPUESTOS

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HERRAMIENTAS DE DISEO Y

FABRICACIN DE AERONAVESEN MATERIALES COMPUESTOS


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PRESENTACINPRESENTACINCAVENCA ES UNA EMPRESA

JOVEN CREADA POR INGENIERO

AERONUTICOS CON EXPERIENCIA EN LAINDUSTRIA AEROESPACIAL BRASILERA YCHINA, COMPUESTA POR UN EQUIPO ALTAMENTE ESPECIALIZADO EN ELPROYECTO Y DISEO DE AERONAVES, CONNFASIS EN MATERIALES COMPUESTOS,

INSTRUMENTACIN DIGITAL Y SISTEMASDE RECUPERACIN.

Ing. Said Arafat GmezEspecialista en sistemas de propulsin aeroespaciales y

Procesos de Fabricacin con materiales compuestos

Ing. (Msc) Nelson DazEspecialista en diseo Mecnico Aeronutico.

Ing. (Msc. Phd) Elicer HernndezEspecialista en Sistemas de Control y Automatizacin

Aeroespaciales

Ing. (Msc.) Oscar AriasEspecialista en Diseo Aerodinmico y Dinmica de fluidos

Computacional

Ing.(Msc. MBA) Stephane BrandEspecialista en Integracin de Sistemas y Diseo estructural

en materiales compuestos

Ing. (Msc.) Glevson FrancoEspecialista en Electrnica digital y Avinica

Ing. Luis LiraEspecialista en Procesos de Certificacin y Homologacin

Aeronutica FAR - JAR - RAV

Dra. Xiomara Garca ParedesConsultor Jurdico

EQUIPOEQUIPO


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OBJETIVOOBJETIVO

Desarrollar Tecnologa AeronuticaNacional, Utilizando las Herramientas yTcnicas mas modernas para Disear y

Fabricar Aeronaves de alto desempeo enmateriales compuestos, con la finalidad decubrir la demanda nacional y crear unpunto de referencia para la exportacin de

nuestros productos.


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BASES Y HERRAMIENTAS

PARA EL DISEO


PARA EL DISEO BASES DEL INGENIERO AERONUTICO

CONOCIMIENTO Educacin formal recibida en las aulas de clase Investigacin permanente de nuevas tecnologas

LEGADO HISTRICO Documentacin y experiencias dejadas por empresas e inventores del pasado

Anlisis de la estrategia de sobrevivencia de las empresas Aeronuticas

PRACTICAS Experiencias obtenidas durante Pasantias Participacin en proyectos de Ingeniera particulares o competencias AERODESIGN

HERRAMIENTAS DEL INGENIERO AERONUTICO

SOFTWARE

CAD (Diseo Asistido por Computador)

CAM (Fabricacin Asistida por Computador) = CATIA, SOLID WORKS CAE (Ingeniera Asistida por Computador) = ANSYS NASTRAN, ABAQUS =PLM

CFD (Dinmica de Fluidos Computacional) = FLUENT, CFX, CFDesign

NORMAS Y REGULACIONE FAR

EASA (JAR)

INAC


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PARA EL DISEO


PARA EL DISEO

El INGENIERO AERONUTICO debe centrar sus acciones

formativas en el diseo (CAD), fabricacin (CAM), anlisis (CAE)(PDM) y gerencia de datos de proyectos, de tal forma quetenga un concepto global de lo que es el software PLM (Gestindel ciclo de vida del producto).

De forma tal que pueda participar de todos los pasosnecesarios para crear un producto industrial en todas sus

fases o ciclo de vida, y antes de llevarlo a produccin, sabersus punto fuertes y dbiles.

Los ingenieros que conozcan los software de PLM msutilizado del mercado, podrn acceder al mercado laboral conplenas garantas.


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PARA EL DISEO


PARA EL DISEO HERRAMIENTAS DEL INGENIERO

BENEFICIOS DEL PROCESOS DE OPTIMIZACIN REDUCCIN DE PESO

Disminucin de Costos Materia Prima

Disminucin de Arrastro Aerodinmico

Mejora de desempeo Menor consumo de combustible Reduccin de Ruido


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TCNICAS Y PROCESOS DEFABRICACIN

TCNICAS Y PROCESOS DEFABRICACIN


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TCNICAS Y PROCESOS DE

FABRICACIN


FABRICACIN

Hand Layup + Vacuum Baging o Autoclave Prepreg + Vacuum Baging o Autoclave

Filament Winding

Resin Infusin


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FABRICACIN


FABRICACIN

Material Compuesto

Estructura en Sndwich

Son materiales que se forman por la unin de dosmateriales para conseguir la combinacin de propiedadesque no es posible obtener en los materiales originales. Estoscompuestos pueden seleccionarse para lograr combinacionespoco usuales de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a altatemperatura, resistencia a la corrosin, dureza oconductividad.

Los paneles sandwich consistenen dos lminas exteriores de elevada

dureza y resistencia, (normalmenteplsticos reforzados, aluminio oincluso titanio), separadas por unmaterial menos denso y menosresistente, (polmeros espumosos,cauchos sintticos, madera balsa ocementos inorgnicos).


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CUALES SON LOS

MATERIALES COMPUESTOS

CUALES SON LOS


Fibras de RefuerzoFibras Sintticas

VidrioCarbonoAramida (Kevlar)

Material de NcleoNaturales

Madera BalzaSintticas

Espuma PVCEspuma de PoliuretanoEspuma de PolisterHoneyComb Aluminio, aramida

Matriz de ResinasSintticas

Resina Epoxi aminaResina Ester VinlicaResina de Polister

Materiales de VacoSintticas

Bolsa de VacoPeel Play

BreatherCinta adhesivaMasa adhesiva

Materiales desmoldantes

SintticasAlcohol de PoliviniloCera desmoldanteParafina LiquidaSilicona Liquida

HerramientasBrochasRodillosCortadores

Tijeras


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MATERIALES COMPUESTOSMATERIALES COMPUESTOS

Fibras de RefuerzoFibras de Refuerzo

Waven Roving Tejido

Unidireccionales

Biaxiales

Bi direccionales Tri axiales

Roving

(Hilos Continuos)

Mat (Aglomerado)


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FABRICACIN


FABRICACIN

Espuma de PVC Divinycell Espuma de Polister

Estructura tipo Colmena (Honeycomb)

Nomex Aramida

Polipropileno

Aluminio

Material de NcleoMaterial de Ncleo


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FABRICACIN


FABRICACIN

Resina Epoxi Amina

Resinas Ester Vinilicas

Resinas de Poliester

MatrizMatriz

Usada en la fabricacin de piezas estructurales y principalmente en revestimientospara proteccin qumica y de intemperies. Con el uso de refuerzos de fibras de carbono, laresina epoxi-amina proporciona um de los mas altos ndices requeridos para la fabricacin depiezas industriales para la aeronutica, para la industria aeroespacial, elctricas y otras,substituyendo casi todos los metales. Es tambin un excelente adhesivo, retardante de llama,flexibilidad y el mejor anticorrosivo qumico. Para el secado de este tipo de resina epxica seemplea como catalizador la poliamida.

Posee alta resistencia qumica e mecnica (impactos), muy usada en fabricacin de equipos defibras de vidrio para combatir la corrosin y tambin tiene una alta resistencia elctrica ytrmica. A pesar del nombre no es un polister, porque su formulacin se realiza a travs de unBisfenol A, epicloridina y acrilatos. Para su secado se usa el catalizador MEKP al 50%.

Las resinas polister ortoftlicas son basadas en anhdrido ftlico y glicoles, son llamadastambin de uso general, ya que son las de mayor aplicacin con material de refuerzo. Poseenpoca resistencia qumica y a la corrosin. Se utilizan en la fabricacin de embarcaciones,transportes, baeras, piezas en general, gelcoat, masillas, entre otros. Para lograr supolimerizacin (curado) requiere de la adicin entre 0,8 y 1,5% de Catalizador MEKP al 50%


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FABRICACIN


FABRICACIN

Hand Layup + Vacuum Baging

Es el ms simple y ms antiguo de los mtodo de fabricacin de moldeoabierto de materiales compuestos.

Se trata de un mtodo de trabajo intensivo de bajo volumen adaptado

especialmente para componentes grandes, como cascos de embarcacionesy fuselajes de aeronaves.

Resinas de Polister de curado a temperatura ambiente y las resinasepoxi son las ms utilizadas como matriz. El curado es iniciado por un

catalizador en el sistema de resina, que endurece la fibra reforzada sinnecesidad de calor externo. Para una superficie de calidad de la superficieexterna, se aplica primero una capa de gel pigmentada a la superficie delmolde.


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FABRICACIN


FABRICACIN

Tejido de fibra vidrio o otro tipo de fibra de refuerzo se coloca manualmente en elmolde abierto, y la resina se vierte, utilizando brochas y rodillos, el aire atrapado se retiramanualmente con rodillos metalicos para completar la estructura de los laminados.


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FABRICACIN


FABRICACIN

RESIN INFUSIN

La infusin de resina es un procesomediante el cual se pasa por medio del vacoresina a una fibra seca laminado directamentesobre el molde. Una membrana flexible secoloca sobre la pieza y sella toda la periferia delmolde.


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COMPARACIN


COMPARACIN

Fibra

Acero


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PROCESO DE FABRICACINPROCESO DE FABRICACIN

Resumen

1. Creacin del Modelo Digital

2. Fabricacin del Modelo en Slido3. Obtencin de Moldes Limpios4. Detallamiento del molde Madre

5. Laminacin y Curado6. Obtencin del Producto

Resumen

1. Creacin del Modelo Digital

2. Fabricacin del Modelo en Slido3. Obtencin de Moldes Limpios4. Detallamiento del molde Madre

5. Laminacin y Curado6. Obtencin del Producto


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MODELO DIGITAL

MOCKUP DIGITAL


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CORTES DE VOLUMEN

Cortes en materiales

convencionalesLaminas de madera MDF

Laminas de Aluminio

Realizados con unaFresadora de controlnumrico CNC o inclusivecon una mesa de corte(Router).


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RELLENO DE VOLUMEN

ESPUMA DE POLIURETANO

Relleno con materiales convencionales

Espuma de Poliuretano

Espuma de Poliestireno Expandido( EPS - Anime)

Espuma de PVC

Posteriormente es cubierto con unacapa de fibra de vidrio para evitar el

desajuste del volumen, dejando unmargen de referencia para el acabadofinal.


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RELLENO DE VOLUMEN

ESPUMA DE POLIURETANO

El acabado finalidad es realizado con

masas plsticas y pintura epxica, lacual es posteriormente pulida para laobtencin del molde.


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ESTRUCTURA DE SOPORTE

DE LOS MOLDES

La estructura de soporte delos moldes puede ser

fabricada en madera oestructura metlica lo quetiene que ser considerado sonlos grados de libertar y larigidez del mismo para evitardeformaciones en el molde.


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MOLDE MADRE

LIMPIO

MOLDE MADRE

DETALLADO


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MOLDE MADRELIMPIO

MOLDE MADRE

DETALLADO


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LAMINACIN MANUAL

HAND LAY OUT

SISTEMA DE

BOLSA DE VACIO


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PRODUCTOGP 101 SORA


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ENSAMBLE Y MONTAJE

La unin se

realiza con resinaepxica integrando laestructura interna aun lado del fuselaje yluego unindolas

entre si durante unperiodo de tiemposuficiente para sucurado yposteriormente se

realiza la post cura alaltas temperaturas.


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ENSAMBLE Y MONTAJE

Producto

semi terminadodonde se realizantodas lasperforaciones yajustes para recibir

los componentesde los diferentessistemas del avin.


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ESTRUCTURA DEL

ALA

ENSAMBLE Y MONTAJE

ALAS


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ENSAYOS EN TIERRAENSAYOS EN TIERRA


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ENSAYOS EN TIERRAENSAYOS EN TIERRA


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RESULTADOS


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RESULTADOS


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CAMPOS DE ACTUACINCAMPOS DE ACTUACIN

EN RESUMEN, PODEMOS IDENTIFICAR REAS

DE ESPECIALIZACIN:

PROYECTO

ESTRUCTURASAERODINMICA

PROPULSIN

MATERIALESSISTEMAS

ENSAYOS Y HOMOLOGACIN


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COMENTARIOS FINALESCOMENTARIOS FINALES

LOS MTODOS MODERNOS DE FABRICACIN

SIMPLIFICAN EL PROCESO PRODUCTIVO FACILITANDO ELDESARROLLO DE NUEVAS AERONAVES EN PERIODOS DETIEMPO MUCHO MENORES, REDUCIENDO LOS COSTOS DEDESARROLLO.

ESTO POSIBILITA LA CREACIN DE NUEVAS EMPRESASSIN NECESIDAD DE INVERTIR GRANDES CAPITALES PARA

PODER CUBRIR LA ADQUISICIN DE MAQUINARIA YEQUIPOS ESPECIALIZADOS.


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PROYECTOS DE CAVENCAPROYECTOS DE CAVENCA

PROYECTOS SIENDO DESARROLLADOS

POR CAVENCAPARA SER FABRICADOS EN ELPAS


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AVIACIN GENERAL

TransportePersonal

Entrenador

Aero Taxi

Turismo


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AERONAVE


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AERONAVE

CAV 200

AERONAVE

CAV 200


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AVIACIN GENERAL

A i U ili i


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Aviones Utilitarios

MultipropsitoTransporte de Carga

Correo y Mensajeria Aeroambulancia

A i Utilit i


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Aviones Utilitarios

Multipropsito


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Aviacin Agrcola

Aplicacin de

Fertilizantes.

Aplicacin de defensivos

agrcolas.

Siembra (Dispersin de

Semillas).

Combate de incendios.

Combate de Plagas.


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Aviacin Agrcola


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Aviacin Militar

CAV 300

EL SOBERANO

CAV 300

EL SOBERANO


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Aviacin Militar


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GRACIAS POR SU ATENCIN

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