A medida que los plazos de lanzamiento se acortan, los fabricantes aeroespaciales se enfrentan a un evidente cuello de botella operativo: el conformado de paneles curvos para el cuerpo de los cohetes con complejos patrones de rejilla mecanizados.
Históricamente, conseguir estas formas curvas cilíndricas o cónicas llevaba hasta 60 horas por panel utilizando el conformado por protuberancias con prensas plegadoras convencionales. Hoy en día, la avanzada tecnología de rolado de chapas de alta resistencia de Davi reduce ese ciclo de conformado a menos de 60 minutos, al tiempo que conserva geometrías estructurales complejas.
El reto: el plegado de rejillas estructurales de espesor variable
Para soportar las severas tensiones físicas del lanzamiento y minimizar al mismo tiempo el peso, aproximadamente el 80 % de los fabricantes aeroespaciales utilizan patrones isogrid ( triangulares), mientras que otros recurren a patrones ortogrid (rectangulares).
El mecanizado de estas rejillas estructurales genera variaciones drásticas de espesor en un mismo panel de aluminio. El espesor de los paneles suele oscilar entre 6,35 mm (0,25 pulgadas) y 76,2 mm (3,0 pulgadas). Una vez fresados los huecos, las delicadas nervaduras verticales quedan en pie, mientras que las secciones adyacentes se mecanizan hasta la mitad de su espesor original. Además, los componentes suelen presentar alturas de nervadura variables, recortes irregulares y patrones de rejilla mecanizados tanto en el diámetro exterior (OD) como en el diámetro interior (ID).
El conformado de estas estructuras no uniformes conlleva graves riesgos de fabricación:
- Riesgo de aplastamiento de las nervaduras: Las presiones de sujeción estándar pueden aplastar o deformar fácilmente las delicadas nervaduras estructurales.
- Contacto de rodadura irregular: Dado que el reverso de la chapa es plano, mientras que el lado opuesto presenta nervaduras localizadas, la máquina de rolado solo entra en contacto con los puntos más altos de la rejilla.
- Complejidad del cálculo de la capacidad: La capacidad de la máquina no puede calcularse utilizando las dimensiones estándar de una chapa de ancho completo. En su lugar, el par de flexión y la resistencia estructural deben calcularse utilizando únicamente el ancho total equivalente de las nervaduras más altas.
Conformado por protuberancias frente al rolado de chapas: el impacto operativo
Durante años, los fabricantes aeroespaciales han recurrido al plegado por pasos o al conformadopor protuberancias en las prensas plegadoras. Aunque funcional, el proceso es intrínsecamente laborioso y lento.
| Criterios operativos |
Conformado por protuberancias en prensa plegadora |
Rolado de chapas de alta resistencia Davi |
| Tiempo de ciclo de conformado |
Hasta 60 horas por panel |
Menos de 1 hora por panel |
| Manipulación de materiales |
Se requiere el apoyo continuo de una grúa puente |
Carga y rolado automatizados e independientes |
| Acabado superficial |
Microplanos poligonales facetados que requieren revisión manual |
Radios suaves y continuos sin microfacetas |
| Repetibilidad |
Depende en gran medida de la destreza del operario |
Consistencia en grandes volúmenes gracias a la automatización CNC |
Estrategias de rolado diseñadas para aeroestructuras mecanizadas
Para curvar paneles de rejilla mecanizados sin comprometer la integridad geométrica ni la resistencia estructural, Davi aplica tres enfoques de ingeniería distintos basados en el diseño del panel y el volumen de producción:
- Integración de material de relleno: se colocan materiales sacrificables temporales o insertos en los bordes dentro de los huecos mecanizados para equilibrar el espesor total, lo que permite aplicar una presión de sujeción estándar en alturas uniformes.
- Control avanzado de procesos y utillaje a medida: Operadores cualificados utilizan parámetros de rolado patentados, aprovechando sistemas de máquinas como la serie Davi MAV de 3 rodillos de eje variable o la serie MCB de 4 rodillos para alcanzar puntos tangentes con precisión sin aplastar las delicadas líneas de las nervaduras.
- Rodillos con perfil personalizado: Para líneas de producción de gran volumen en las que las rejillas mecanizadas cubren solo una parte del panel (por ejemplo, un 70 % de cobertura de rejilla y un 30 % de margen sólido), los ingenieros de Davi diseñan rodillos escalonados o perfilados a medida. Los diferentes diámetros de los rodillos se adaptan perfectamente a la geometría del panel, lo que garantiza una presión de contacto continua tanto en la chapa en bruto como en las secciones mecanizadas.
Precisión de accionamiento con la tecnología de curvado de Davi
El manejo de aleaciones aeroespaciales complejas y de alto valor requiere una arquitectura de máquina rígida y sistemas de control precisos:
- Distribución del par y sujeción: Máquinas como la Davi MAV cuentan con accionamientos motorizados independientes en todos los rodillos, lo que garantiza una transmisión sincronizada del par sin deslizamiento de la chapa durante las fases críticas de pre-doblado.
- Control del paralelismo: el sistema Servo-Tronic patentado por Davi mantiene un paralelismo hidráulico y mecánico continuo entre los rodillos, lo que elimina la torsión dimensional en los delicados paneles aeroespaciales.
- Supervisión digital del proceso: La integración de controles avanzados como iRoll eXtreme con tecnología AI-Vision permite a los fabricantes medir los radios de superficie en tiempo real, compensando automáticamente la recuperación elástica del material sin necesidad de comprobaciones manuales con plantillas ni de pruebas destructivas por ensayo y error.
Al pasar del conformado por protuberancias tradicional a soluciones de rolado de chapas diseñadas específicamente, los fabricantes aeroespaciales eliminan graves cuellos de botella en la producción, reducen los gastos generales de mano de obra y aumentan la producción de paneles para satisfacer las exigencias actuales de los lanzamientos.
