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• Resistance welding of thermoplastic composite: from laboratory optimization to scale-up on a fuselage demonstrator

  S. Pintos, N. González-Castro, M. Russello, J. Illade-Quinteiro, I. Monzón, G. Herranz

  Materiales Compuestos (2025). Vol. 08 - COMUNICACIONES MATCOMP21 (2022) Y MATCOMP23 (2023), (Núm. 3 - Caracterización - Daño, Fractura y Fatiga), 30

  
  

  Abstract

  Future aircraft manufacturing factories are moving towards more flexible and adaptable manufacturing systems that enable shorter manufacturing cycles, environmental friendliness, energy efficiency, and higher productivity. A global aeronautic trend to face this challenge includes the replacement of metal parts with composite counterparts with emphasis on thermoplastic composites (TPCs) for their unique ability to be recycled, reprocessed, and welded. Aiming to commit to the drastic projected increase in aircraft production rates, WELDER project, focused on the next-generation MultiFunctional Fuselage Demonstrator (MFFD), has promoted the development and investigation of highly integrated and robotized manufacturing technologies that needed to be scaled up from a laboratory to an industrial environment. To contribute to such an advance, resistance welding was investigated in this work and successfully automatized for fuselage components assembly. Welding investigation, including process maturation, parameter optimization, and scale-up analysis was performed at laboratory using LM-PAEK/CF composites. A resistance welding Heating Element (HE), made of stainless steel metal mesh and embedded in glass fiber scrims, was first designed and manufactured using a hot press. The HE, priorly characterized by electrical analysis, was adopted, in conjunction with a lab-scale welding head, to optimize and define appropriate processing times (welding and cooling), welding power, and pressures for the welding of the composite parts. The welds were characterized by visual inspection, microscopy analysis, and mechanical tests (SLSS tests - AITM 1-0019). Once materials and processes were optimized, they were scaled up to finally perform the welding of the frame couplings into MFFD.

  Abstract
  Future aircraft manufacturing factories are moving towards more flexible and adaptable manufacturing systems that enable shorter manufacturing cycles, environmental friendliness, [...]

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• AEROPLAS – Desarrollo de componentes para la industria aeronáutica mediante tecnologías de bajo coste

  . , S. Pintos

  Materiales Compuestos (2023). Vol. 07 - COMUNICACIONES MATCOMP21 (2022), (Núm. 3 - Materiales y Estructuras - Modelos Numéricos), 4

  
  

  Abstract

  El futuro del sector aeronáutico está orientado a fabricar estructuras y componentes más ligeros y rentables, empleando materiales y tecnologías más ecológicos que permitan reducir costes, peso y consumo de combustible con ciclos de fabricación más cortos, a la vez que se aumenta la eficiencia energética en la fabricación. En este contexto surge el proyecto AEROPLAS, con el objetivo de contribuir al proceso de fabricación avanzada de composites termoplásticos utilizando tecnologías de bajo coste para la industria aeronáutica. En el presente estudio se abarca la sustitución de piezas aeronáuticas fabricadas actualmente en composite termoestable por composite termoplástico, en dos componentes reales: panel de cubierta y puerta de acceso del carenado ventral del A350, empleando dos materiales de distinta calidad: un semipreg de LM-PAEK/CF (TenCate Cetex® TC1225) y un prepreg de PC/CF (ePreg245CHT/PC40). Mediante diseño y cálculo, se han obtenido los apilados y espesores de pieza necesarios para cubrir los requerimientos estructurales de ambos componentes, a partir de los datos obtenidos de la caracterización de los materiales de partida. Se han estudiado y comparado dos procesos de fabricación para la obtención de las nuevas piezas, seleccionando el termoformado y la estampación como los más prometedores. Por último, se ha llevado a cabo la caracterización de las piezas obtenidas mediante ensayos no destructivos (inspección visual, verificación por ultrasonidos, inspección dimensional mediante laser tracker) y destructivos (tracción en sentido plano [AITM1-0066], resistencia al aplastamiento [AITM1-0009], resistencia a tracción del laminado [AITM1-0007], resistencia a tracción de unión atornillada [AITM1-0067]).

  Abstract
  El futuro del sector aeronáutico está orientado a fabricar estructuras y componentes más ligeros y rentables, empleando materiales y tecnologías [...]

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