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Superplásticos y aeronáutica

Superplástico… no se trata de una solución global para eliminar este fastidioso residuo de la actividad humana, tampoco se trata de un nuevo material con unas cualidades impresionantes, pero no por ello el conformado superplástico deja de ser una tecnología menos espectacular de lo que su nombre parece indicar.

El conformado superplastico del titanio, unido a la soldadura por difusión, nos permite conseguir piezas de alta complejidad y con unas características mecánicas excelentes.

La superplasticidad es una propiedad de extrema ductilidad que presentan algunos materiales metálicos y cerámicos en determinadas condiciones de tamaño de grano y temperatura. En esencia, se trata de que tienen la capacidad de desarrollar grandes deformaciones permanentes sin romperse, lo que permite fabricar piezas de formas complejas a través de un proceso continuo de deformación. El material sometido a esta tecnología se estira mucho más del límite de deformación plástica en las condiciones normales del material, llegando en ocasiones al 8000% (80 veces su tamaño original).

El término superplasticidad fue inventado por dos investigadores de la antigua Unión Soviética, Bochvar y Sviderskaya, en el año 1945 al investigar propiedades de la aleación Zn-Al en determinadas condiciones.

Existe un material que, por sus características de dureza, resistencia a altas temperaturas y peso reducido es ampliamente utilizado en la industria aeroespacial: es el titanio y sus aleaciones.

Pero el mecanizado clásico y la soldadura clásica con titanio son muy complejos, y en ocasiones, conseguir geometrías complicadas es prácticamente imposible.

El conformado superplastico del titanio evita estos problemas y consigue soluciones geométricas casi imposibles por otros tipos de conformado. Si a esto le unimos la soldadura por difusión, conseguimos piezas de alta complejidad y con unas características mecánicas excelentes.

¿Pero donde se trabaja con superplásticos? ¿En la NASA quizás?

No, no hace falta irse tan lejos. En la planta de Airbus en el Puerto de Santa María (Cádiz) existe un área de fabricación de conformados superplásticos, donde entre otras partes, fabrican bordes de ataque para el superavión de transporte Airbus A400M y herrajes para los famosos fan cowls (recubrimiento de los motores de avión), construidos casi en exclusividad para Airbus y Boeing por dicha planta.

El conformado superplástico presenta problemas que impiden su uso generalizado a mayor escala. Las costosas operaciones de preconformado, como la preparación de los materiales con estructura de grano fino y el calentamiento a la temperatura de conformado deseada, representan una de estas cuestiones. Además, debido a que la velocidad está controlada y limitada, a velocidades bajas, hace el proceso relativamente lento y desfavorable para aplicarlo en la producción de un alto volumen de componentes de automoción (por ejemplo). Sin embargo, la técnica proporciona una herramienta única para conformado de aleaciones ligeras y, a pesar de los obstáculos y desafíos en el camino, todavía ofrece notables ventajas y méritos sobre las técnicas de conformado convencionales.

Hoy día, la superplasticidad no tiene un contexto teórico totalmente definido y sigue en investigación, pero de lo que no cabe duda es que ya está aportando soluciones en muchos aspectos de la industria aeronáutica.

 

 

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04/03/2019

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