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• Integración de estructuras en material compuesto termoplástico mediante soldadura por inducción

  J. Ávila, L. Moreno, D. Cuadrillero, I. Martín

  Materiales Compuestos (2025). Vol. 09 - Comunicaciones MatComp25 (2025), (Núm. 1 - Fabricación y Aplicaciones Industriales), 36

  
  

  Abstract

  Los materiales compuestos termoplásticos (TPCs) están transformando la industria aeroespacial gracias a su alta tenacidad, capacidad de reprocesamiento y reciclabilidad, alineándose con los objetivos de sostenibilidad y reducción de peso estructural para minimizar las emisiones de carbono. No obstante, las técnicas de unión convencionales, como remaches y adhesivos, presentan limitaciones significativas, como la pérdida de integridad estructural debido a perforaciones, el aumento de peso y procesos largos y costosos. La soldadura de TPCs es un proceso de unión para eliminar las superficies diferenciadas de las piezas a soldar mediante una nueva consolidación del material. El entrelazamiento de las cadenas poliméricas resultante en la zona soldada posibilita la transferencia de cargas a través de la interfaz. Esta técnica permite obtener uniones ligeras, sin necesidad de elementos adicionales, y con propiedades mecánicas comparables al material base. FIDAMC trabaja sobre un método de soldadura por inducción para material compuesto termoplástico, bajo el cual han sido fabricadas probetas a partir de paneles planos. Las probetas simulan el pie de un larguerillo soldado a un revestimiento como resultado de la puesta a punto del proceso. Las probetas han sido ensayadas obteniendo propiedades mecánicas por encima del 90% respecto del valor de referencia Este trabajo ha estado apoyado por un modelo numérico creado en COMSOL Multiphysics para modelar y simular la interacción entre los campos electromagnéticos y la distribución térmica a lo largo del material durante el proceso de soldadura.

  Abstract
  Los materiales compuestos termoplásticos (TPCs) están transformando la industria aeroespacial gracias a su alta tenacidad, capacidad de reprocesamiento y reciclabilidad, [...]

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• Integration of thermoplastic composite structures by conduction welding

  L. Moreno, J. Ávila, I. Martín, K. Fernández, A. Almenara, E. Rodríguez, D. Gómez

  Materiales Compuestos (Online first).

  
  

  Abstract

  Thermoplastic composite materials present advantages over thermoset materials since they can be re-shaped, which is a benefit in terms of recyclability and sustainability for the aeronautical industry. It is possible to achieve a high level of integration in thermoplastic structures by developing new joining techniques such as welding processes, since the use of traditional methods to join thermoplastic composites is technically complex and results in high costs. Welding is defined as the process of obtaining a new consolidation of the material by integrating differentiated surfaces resulting in the ability of transferring loads through the interface, due to the cross-linking of the polymer chains in the welded area. The quality of welded parts is comparable to the quality of parts consolidated in press or oven processes. There are different welding technologies for thermoplastic composite materials depending on the heat transfer method along the welding interface. FIDAMC, together with Aciturri, has worked on the development of a conduction welding method on thermoplastic composite material, LMPAEK, within the framework of the NEOTAIL project "New Optimized Empennage with Advanced Technologies for Laminarity Integration". The welding process has been set-up on flat panels that represent the integration of the stringer foot on a skin, supported by numerical results of a simplified model made in Abaqus. The welded specimens have been tested obtaining mechanical properties above 80% with respect to the reference value considered. Finally, an omega stringer and a C-section spar have been welded on a skin, as an example of aeronautical application. This demonstrates FIDAMC capability to manufacture parts in thermoplastic composite material with a high level of integration.

  Abstract
  Thermoplastic composite materials present advantages over thermoset materials since they can be re-shaped, which is a benefit in terms of recyclability and sustainability [...]

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