La fabricación de chapas metálicas es muy popular en distintos sectores. Implica distintos procesos de fabricación para fabricar piezas de chapa metálica. Sin embargo, la fabricación de chapa aeroespacial se utiliza en el sector aeroespacial y su fabricación es específica. Esta guía básica sobre la fabricación de chapas metálicas para el sector aeroespacial tratará sobre este proceso de fabricación.
La fabricación aeroespacial de chapas metálicas es similar a la fabricación convencional de metales. Sin embargo, utiliza materiales ligeros pero resistentes para producir únicamente piezas y componentes aeronáuticos. En este artículo hablaré de todo lo relacionado con la fabricación de chapa metálica utilizado únicamente en el sector aeroespacial. También conocerá los procesos que intervienen en esta fabricación.
¿Qué es la fabricación aeroespacial de chapa metálica?
Empezaré con los conceptos básicos del proceso de fabricación de chapa metálica aeroespacial. Mi objetivo será ayudarte a entender todo lo relacionado con esta fabricación, incluso si eres un novato.
La fabricación aeroespacial de chapas es un tipo modificado de fabricación metálica convencional. Implica diferentes técnicas de fabricación de metal para fabricar chapas metálicas. Este proceso de fabricación sólo fabrica piezas y componentes específicos para el sector aeroespacial. Utiliza materiales adecuados para fabricar piezas y componentes de aviones.
Este proceso de mecanizado se centra en una gran precisión, con un margen de error cero. Como he mencionado antes, la fabricación de chapas aeroespaciales produce componentes que se utilizan en aeronaves. Si alguna pieza mecanizada de un avión fuera imperfecta, plantearía graves problemas de seguridad para la aeronave. Como saben, los aviones más grandes vuelan muy alto, donde la presión es demasiado alta. Por eso, en esta fabricación se utiliza una chapa del material más resistente y piezas precisas.
Cabe destacar que en la fabricación convencional de metales se puede utilizar cualquier material. No existe un control estricto de la selección de materiales. Sin embargo, el proceso de fabricación de chapas aeroespaciales es particular. Se centra en la fabricación de materiales concretos, como aluminio, titanio y aleaciones de níquel. Estos materiales son ligeros y resistentes.
¿Ha visto alguna vez las puertas, alas y otros paneles de los aviones? Están hechos de láminas de los materiales mencionados. Gracias a la resistencia de los materiales, las planchas utilizadas en puertas o alas son duraderas. Incluso a alta presión, estos componentes tienen un rendimiento excelente. La fabricación convencional de metales no puede producir piezas de tanta resistencia. Por eso, la fabricación aeroespacial de chapas está ganando popularidad.
Métodos populares en la fabricación aeroespacial de chapas metálicas
Como he dicho antes, la fabricación aeroespacial de chapa metálica implica distintos procesos. Cada uno de estos procesos ayuda a cortar, doblar, soldar y fabricar otros materiales. Los fabricantes utilizan estos procesos y operaciones para producir diversas piezas de aeronaves. En la sección siguiente, explicaré los procesos que intervienen en la fabricación de chapa aeroespacial.
1- Corte de chapa
El corte de chapas metálicas se utiliza con mucha frecuencia en la fabricación aeroespacial de metales. Este proceso ayuda a cortar grandes chapas en piezas más pequeñas. Posteriormente, estas piezas se sueldan entre sí para formar diversos componentes aeronáuticos. Los fabricantes utilizan diferentes técnicas de corte durante este proceso. Algunas de estas técnicas son:
- Corte por plasma
- Corte por chorro de agua
- Corte por láser
- Mecanizado CNC para cortes más precisos
El uso de cada una de estas técnicas de corte es muy específico. Recuerda, corte por láser utiliza un rayo láser, mientras que el corte por chorro de agua emplea un chorro de agua a alta presión. Todos los procesos de fabricación aeroespacial utilizan uno o varios de estos métodos de corte. Cabe destacar que las máquinas de corte modernas vienen con un sistema CNC. Como resultado, crean cortes con precisión y exactitud.
2- Método de conformado de chapas metálicas
Una vez cortadas las piezas, tienen una forma aleatoria. ¿No es cierto? Sin embargo, las piezas de los aviones tienen formas y curvas diferentes. Los fabricantes utilizan métodos de conformado para crear esas curvas o dobleces. Recuerde que la precisión es fundamental durante este proceso de conformado y doblado. Por lo tanto, la fabricación aeroespacial utiliza máquinas de prensa de alta gama. Entre ellas se incluyen:
- Plegadoras CNC
- Dibujo profundo Máquinas
- Máquinas de conformado por estirado
- Prensas de hidroconformado
Estas máquinas utilizan sistemas informatizados y crean curvas en chapas metálicas con una precisión 100%. Como resultado, los fabricantes reciben piezas aeroespaciales con curvas y formas precisas. Recuerde que en esta fabricación no se utilizan plegadoras convencionales. ¿Por qué? Porque esas plegadoras no tienen sistemas informatizados. En el mecanizado aeroespacial, todas las máquinas se basan en avanzados sistemas informatizados.
3- Punzonado de chapa
El punzonado es un proceso esencial en la fabricación de chapas metálicas aeroespaciales. Ayuda a crear agujeros y recortes en la superficie de las chapas metálicas. Esto permite instalar tuercas, pernos y elementos de fijación en las piezas aeroespaciales. El punzonado implica el uso de un punzón y una matriz específicos. El material se coloca en la matriz y un punzón desciende, presionando la chapa contra la matriz.
Este prensado crea un agujero en las chapas metálicas. Cabe destacar que la fabricación aeroespacial utiliza punzonadoras avanzadas. Entre ellas se incluyen:
- Punzonadoras de torreta CNC
- Punzonadoras hidráulicas
La ventaja de utilizar estas punzonadoras de alta gama es que crean un agujero con una tolerancia más ajustada. La posibilidad de errores o incoherencias es casi nula con estas máquinas. Recuerde que las piezas aeroespaciales se utilizan en aviones. Deben ser muy precisas y fabricarse con tolerancias muy ajustadas. Estas punzonadoras garantizan que esos orificios tengan el tamaño y la dimensión correctos. No verá punzonadoras manuales en la fabricación aeroespacial de chapas metálicas.
4- Soldadura de chapas metálicas
Soldadura de chapas metálicas es uno de los procesos más importantes utilizados en la fabricación aeroespacial. ¿Por qué? La razón es que ayuda a unir piezas metálicas (chapas) y crear una soldadura fuerte. Recuerde que las técnicas de soldadura implican fundir las piezas metálicas. Estas piezas se funden y forman una soldadura fuerte en los puntos donde se unen.
La fabricación de metal aeroespacial implica crear una soldadura firme. Esta soldadura puede soportar vibraciones, tensiones e incluso presiones desiguales. La técnica estándar utilizada para la soldadura implica:
- Soldadura láser
- Soldadura MIG (gas inerte metálico)
- Soldadura TIG (gas inerte de tungsteno)
La fabricación aeroespacial moderna utiliza máquinas de soldadura de alta gama, controladas por CNC o robotizadas. Estas máquinas crean soldaduras con precisión y exactitud. Habrá una zona mínima afectada por el calor en el lugar de la soldadura. Técnicamente, la soldadura TIG es la más popular en el sector aeroespacial. La técnica de soldadura utilizada depende del material específico de la chapa.
5- Métodos de acabado o postprocesado
Las chapas metálicas utilizadas en la industria aeroespacial no son lisas. Tienen rugosidades superficiales que pueden afectar a su aspecto y tacto. Además, los bordes de los aviones suelen someterse a un tratamiento posterior. Cada pieza fabricada en el sector aeroespacial se somete a distintos procesos. Estos procesos pueden incluir:
- Revestimiento de alodine
- Tratamiento térmico
- Recubrimiento en polvo
- Pulido de superficies
- Anodizado y chapado
El objetivo de estos métodos de acabado es mejorar el aspecto, el tacto y la resistencia de las piezas de las aeronaves. Por ejemplo, la pintura aumenta el atractivo visual y la resistencia a la corrosión de las piezas de los aviones. Del mismo modo, el recubrimiento de alodine también proporciona resistencia a las piezas de chapa metálica. El tratamiento térmico mejora la dureza y resistencia de las piezas utilizadas en el sector aeroespacial. El método de acabado no es una opción; debe seguirse en la fabricación de chapas metálicas aeroespaciales.
Materiales comunes en la fabricación de chapa metálica aeroespacial
La industria aeroespacial tiene requisitos específicos para la selección de materiales. Entre esos requisitos figura que el material utilizado debe ser resistente pero muy ligero. Por lo general, los materiales más resistentes son robustos y pesados. Este requisito excluye muchos materiales que tienen una resistencia ideal. Su mayor peso los hace menos adecuados para fabricar piezas de aviones.
En la sección siguiente, hablaré de algunos materiales populares que se utilizan habitualmente en la industria aeroespacial:
1- Titanio
El titanio es el material más utilizado en la industria aeroespacial. ¿Por qué? La razón es que es un material robusto, pero muy ligero. De hecho, es 45% más ligero que el aluminio, su resistencia es muy superior a la del aluminio y sus aleaciones.
Los fabricantes lo emplean en la fabricación aeroespacial y fabrican motores de aviación y piezas para trenes de aterrizaje. La mayor resistencia del titanio plantea un inconveniente a la hora de cortarlo. Los fabricantes utilizan máquinas CNC para cortarlo con precisión. El método de corte tradicional no crea cortes precisos debido a su mayor dureza. Las herramientas de corte pueden resbalar o desgastarse debido a esta dureza.
2- Aleaciones de aluminio
El uso de aluminio puro es menos habitual en la fabricación de metales aeroespaciales. Sin embargo, sus aleaciones se utilizan ampliamente en la fabricación de piezas y componentes aeronáuticos. El aluminio aleado con elementos como cobre, zinc, etc., ofrece mejores prestaciones. La presencia de cobre aumenta la resistencia y durabilidad del aluminio.
El cobre también mejora la resistencia a la corrosión, que es esencial para las piezas de los aviones. En la industria aeroespacial se utilizan varias aleaciones de aluminio. Algunas de ellas son 6061, 7075 y 2024. Las piezas aeronáuticas que requieren una resistencia extrema se fabrican con la aleación de aluminio 7075. Recuerde que el aluminio es menos caro que el titanio, lo que hace que destaque en el sector aeroespacial.
3- Aleaciones a base de níquel
Tanto el aluminio como el titanio ofrecen un rendimiento y una resistencia excelentes. ¿Verdad? Sin embargo, ambos materiales presentan una resistencia al calor comprometida. Esto hace que no sean aptos para su uso en piezas expuestas a altas temperaturas. Ahí es donde entran en juego las aleaciones de níquel. Estas aleaciones ofrecen una excepcional resistencia al calor y soportan temperaturas extremas.
Además, (las aleaciones) no se deterioran aunque la temperatura cambie rápidamente de alta a baja o de baja a alta. Esto hace que estas aleaciones de níquel sean ideales para fabricar motores de aviación y piezas de turbinas. Cabe destacar que estas aleaciones de níquel no son baratas y se utilizan estratégicamente. No verá aleaciones de níquel por todas partes en los aviones. Al contrario, estas aleaciones hacen que sólo una parte de los reactores soporte altas temperaturas durante el vuelo.
4- Acero inoxidable
El acero inoxidable también se utiliza en la fabricación de chapas aeroespaciales. Los fabricantes lo utilizan cuando necesitan piezas de avión con mayor tenacidad y resistencia a la fatiga. Recuerde que los aviones pueden funcionar durante años y seguir sufriendo vibraciones. Por tanto, esas piezas deben ser duras y resistentes a la fatiga para mejorar su durabilidad.
Este material se utiliza sabiamente para fabricar elementos de fijación y otras piezas de motores aeronáuticos. Recuerde que el acero inoxidable tiene diferentes tipos, pero el 304 y el 316 son muy populares. Estos dos tipos ofrecen una excelente resistencia a la corrosión, lo que los convierte en una buena opción para la industria aeroespacial. Sin embargo, la resistencia del acero inoxidable no es tan buena como la de las aleaciones de níquel.
5- Aleación de latón y cobre
La seguridad de las aeronaves, incluidos los helicópteros, depende de su electrónica. Un fallo electrónico puede provocar un desastre mortal. ¿No es cierto? Por eso los fabricantes utilizan aleaciones tanto de latón como de cobre para fabricar los componentes electrónicos de los aviones.
Las aleaciones de cobre procesadas mediante fabricación aeroespacial se utilizan para fabricar alambres. Recuerde que tanto el latón como las aleaciones de cobre presentan una excelente conductividad eléctrica y térmica. Esto las convierte en una opción ideal para su uso en electrónica o en piezas en las que la disipación del calor es clave. Recuerde que estos materiales no se utilizan en piezas de carrocería de aeronaves, como puertas o paneles.
Piezas comunes de aeronaves fabricadas por Aerospace Sheet Metal Fabrication
¿Existe alguna pieza de avión que no se fabrique con chapa aeroespacial?
Curiosamente, las piezas de los aviones se fabrican con láminas de distintos materiales. Esas chapas se someten a procesos de corte, conformado, punzonado, soldadura y otros procesos de fabricación. Como resultado, los fabricantes fabrican piezas de aviones y las ensamblan para hacer aviones. Desde los componentes estructurales hasta los motores y las piezas exteriores, todo depende de esta fabricación.
A continuación se muestra una tabla con diferentes piezas de aviones fabricadas mediante este proceso:
| Categoría | Piezas comunes |
| Componentes estructurales | Paneles del fuselaje, alas, mamparos, secciones de cola |
| Piezas de motor | Carenados de motor, conductos de escape, soportes |
| Componentes interiores | Paneles de suelo, marcos de asiento, paneles de pared |
| Sistemas de control | Carcasas hidráulicas, bisagras, piezas del tren de aterrizaje |
| Pequeñas piezas de precisión | Fijaciones, clips, herrajes, carenados |
Preguntas frecuentes
¿Qué es la fabricación en el sector aeroespacial?
La fabricación aeroespacial es un conjunto de procesos utilizados para producir piezas y componentes de aeronaves. Estos procesos incluyen corte, conformado (plegado), punzonado y soldadura. La fabricación de chapas aeroespaciales utiliza estos procesos y produce piezas de calidad aeronáutica.
¿Qué metal se utiliza en la industria aeroespacial?
No existe un único metal utilizado en el sector aeroespacial. Hay muchos, como titanio, aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre, inoxidable, etc. Cada pieza de avión tiene unos requisitos de material diferentes. Se utilizan diversos materiales para fabricar varias piezas de un avión.
¿Cuáles son las tres principales técnicas de fabricación aeroespacial?
En la fabricación aeroespacial se utilizan tres técnicas de fabricación principales:
- Corte de chapas
- Conformado (doblado) para dar forma curva a las piezas
- Soldadura para unir esas piezas y hacer piezas de aviones listas para usar.
Conclusión
En resumen, la fabricación de chapa aeroespacial ayuda a crear piezas precisas para aviones y reactores. No podemos utilizar la fabricación de chapa convencional porque no garantiza la precisión que necesitamos en el sector aeroespacial. Recuerde que los pequeños errores o imperfecciones pueden dar lugar a piezas de aeronaves defectuosas.
Si esas piezas se utilizan en aeronaves, pueden causar graves problemas. Además, la fabricación de metal aeroespacial sólo utiliza materiales específicos. Estos materiales ofrecen una excelente resistencia a pesar de su gran ligereza. En este artículo he explicado todo lo relativo a la fabricación aeroespacial de metales y los materiales utilizados en este proceso.