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Innovacion 16.06.2023 
SEGULA desarrolla tecnologías ZERO WASTE para la obtención de composites de carbono sostenibles.
SEGULA Technologies ha puesto en práctica el proyecto Z–WasTEK, con el objetivo de desarrollar tecnologías que hagan posible la obtención de composites de carbono sostenibles.
En la actualidad, los composites poseen una desventaja, dada la dificultad para su reciclado y la reparación de piezas de este material. El proyecto Z–WasTEK da respuesta a esta problemática mediante la utilización de una resina, que permite a los materiales ser reprocesados, reparados y reciclados (3R), apostando así por la economía circular y el uso de materiales de bajo impacto y sostenibles con el medio ambiente.
Los principales puntos de innovación en el proyecto son:
• El desarrollo y optimización de un proceso de reparación competitivo y sostenible de las piezas de composite 3R dañadas.
• El desarrollo y optimización de un proceso de revalorización de las materias primas procedentes de los desechos de producción para recuperar, tanto la resina 3R, como la FC, con la misma calidad inicial a un coste competitivo.
• El desarrollo de nuevos composites 3R de altas prestaciones, más sostenibles y competitivos basados en fibra de carbono revalorizada de alta calidad.
El uso de esta tecnología se puede aplicar en industrias de movilidad, como la aeronáutica, automoción o rail. Jorge Martínez Santiago, Project Manager de I+D de SEGULA Technologies, explica: “nos gusta estar siempre a la vanguardia en el uso de materiales avanzados como los composites actuales, que presentan un mayor campo de desarrollo y aplicación industrial. De esta manera, comprendemos las limitaciones que está planteando el mercado y buscamos dar soluciones a las mismas”.
En el proyecto Z–WasTEK se plantearon varios demostradores o pruebas de concepto (PoC). Por ejemplo, SEGULA participó en una prueba de concepto sobre un portón de un coche ficticio, sobre el que pudimos desarrollar varios aspectos:
Nueva Tecnología de reparación de composites 3R
El desarrollo de un nuevo software para la inspección de piezas curvas fabricadas en material compuesto, diseñadas para localizar microgrietas y delaminaciones producidas en el proceso de fabricación.
Las actividades de esta tarea se centrarán en el desarrollo de una nueva tecnología que posibilite la comunicación entre la posición teórica, y en tiempo real, de los puntos de lectura por el sensor de ultrasonidos y los datos recibidos por dicho sensor. Y una vez relacionadas la posición y la lectura del sensor, representar los datos en un entorno tridimensional. Esto facilitará la comprensión de las lecturas y localización de posibles fallos.
Las metodologías de reparación propuestas en el Z–WasTEK estarán apoyadas en el análisis estructural de las piezas finales con el objetivo de prever e identificar las zonas críticas de aparición de fallos, como las microfisuras y posteriores delaminaciones.
Asimismo, se determinará cual es el tamaño crítico de las delaminaciones, para decidir si la pieza debe ser reparada o continúa siendo estructuralmente válida.
Desarrollo de un software para la adquisición, gestión e interpretación de los sensores
Además, se ha desarrollado un software para la adquisición, gestión e interpretación de los sensores, dándonos un escaneado de alta precisión en piezas curvas.
De esta manera podemos obtener información sobre qué puntos poseen grietas y, tras la reparación, comprobar si el acabado es correcto.
El sistema de reparación de composites, de manera local y especifica, garantiza, no solo la reparación, sino también el uso responsable de materiales y la reducción de tiempos y costes en materiales.
Adicionalmente y para la mejora del proceso, se planteó la creación un gemelo digital mediante el uso de dymola. De esta manera, podemos replicar escenarios y adelantarnos a posibles imprevistos de efectividad de los equipos, entender mejor el proceso de reparación de los composites y plantear simulaciones para la previsión sobre futuras reparaciones. En definitiva, poder validarlos para un posible diseño y fabricación.
Dassault Systèmes, ‘Dymola’, es un software de simulación basado en el laboratorio de modelado dinámico digital. Según Jorge, “se trata de una completa herramienta de modelado y simulación de sistemas integrados y complejos para utilizar en los sectores aeroespacial, de automoción, de robótica y de procesos”. El software cuenta con capacidades únicas de ingeniería multidisciplinar, lo que significa que permite crear modelos formados por componentes de distintas áreas de la ingeniería.
Se consiguen así modelos de sistemas completos que representan mejor el mundo real, incluyendo bibliotecas con componentes mecánicos, eléctricos, de control, térmicos, neumáticos, hidráulicos, de transmisión, termodinámicos, de dinámica del vehículo, de aire acondicionado, etc.
Además de modelar, simular para la creación de nuestro ‘gemelo digital’ de útil de reparación, permite la simulación con datos reales y en tiempo real. Es decir, podemos conectar el equipo físico y alimentar la simulación mientras se realiza un proceso de reparación.
Con la realización de las simulaciones, se pueden validar los equipos de reparación antes de comenzar con su diseño o fabricación.
• El desarrollo y optimización de un proceso de reparación competitivo y sostenible de las piezas de composite 3R dañadas.
• El desarrollo y optimización de un proceso de revalorización de las materias primas procedentes de los desechos de producción para recuperar, tanto la resina 3R, como la FC, con la misma calidad inicial a un coste competitivo.
• El desarrollo de nuevos composites 3R de altas prestaciones, más sostenibles y competitivos basados en fibra de carbono revalorizada de alta calidad.
El uso de esta tecnología se puede aplicar en industrias de movilidad, como la aeronáutica, automoción o rail. Jorge Martínez Santiago, Project Manager de I+D de SEGULA Technologies, explica: “nos gusta estar siempre a la vanguardia en el uso de materiales avanzados como los composites actuales, que presentan un mayor campo de desarrollo y aplicación industrial. De esta manera, comprendemos las limitaciones que está planteando el mercado y buscamos dar soluciones a las mismas”.
En el proyecto Z–WasTEK se plantearon varios demostradores o pruebas de concepto (PoC). Por ejemplo, SEGULA participó en una prueba de concepto sobre un portón de un coche ficticio, sobre el que pudimos desarrollar varios aspectos:
Nueva Tecnología de reparación de composites 3R
El desarrollo de un nuevo software para la inspección de piezas curvas fabricadas en material compuesto, diseñadas para localizar microgrietas y delaminaciones producidas en el proceso de fabricación.
Las actividades de esta tarea se centrarán en el desarrollo de una nueva tecnología que posibilite la comunicación entre la posición teórica, y en tiempo real, de los puntos de lectura por el sensor de ultrasonidos y los datos recibidos por dicho sensor. Y una vez relacionadas la posición y la lectura del sensor, representar los datos en un entorno tridimensional. Esto facilitará la comprensión de las lecturas y localización de posibles fallos.
Las metodologías de reparación propuestas en el Z–WasTEK estarán apoyadas en el análisis estructural de las piezas finales con el objetivo de prever e identificar las zonas críticas de aparición de fallos, como las microfisuras y posteriores delaminaciones.
Asimismo, se determinará cual es el tamaño crítico de las delaminaciones, para decidir si la pieza debe ser reparada o continúa siendo estructuralmente válida.
Desarrollo de un software para la adquisición, gestión e interpretación de los sensores
Además, se ha desarrollado un software para la adquisición, gestión e interpretación de los sensores, dándonos un escaneado de alta precisión en piezas curvas.
De esta manera podemos obtener información sobre qué puntos poseen grietas y, tras la reparación, comprobar si el acabado es correcto.
El sistema de reparación de composites, de manera local y especifica, garantiza, no solo la reparación, sino también el uso responsable de materiales y la reducción de tiempos y costes en materiales.
Adicionalmente y para la mejora del proceso, se planteó la creación un gemelo digital mediante el uso de dymola. De esta manera, podemos replicar escenarios y adelantarnos a posibles imprevistos de efectividad de los equipos, entender mejor el proceso de reparación de los composites y plantear simulaciones para la previsión sobre futuras reparaciones. En definitiva, poder validarlos para un posible diseño y fabricación.
Dassault Systèmes, ‘Dymola’, es un software de simulación basado en el laboratorio de modelado dinámico digital. Según Jorge, “se trata de una completa herramienta de modelado y simulación de sistemas integrados y complejos para utilizar en los sectores aeroespacial, de automoción, de robótica y de procesos”. El software cuenta con capacidades únicas de ingeniería multidisciplinar, lo que significa que permite crear modelos formados por componentes de distintas áreas de la ingeniería.
Se consiguen así modelos de sistemas completos que representan mejor el mundo real, incluyendo bibliotecas con componentes mecánicos, eléctricos, de control, térmicos, neumáticos, hidráulicos, de transmisión, termodinámicos, de dinámica del vehículo, de aire acondicionado, etc.
Además de modelar, simular para la creación de nuestro ‘gemelo digital’ de útil de reparación, permite la simulación con datos reales y en tiempo real. Es decir, podemos conectar el equipo físico y alimentar la simulación mientras se realiza un proceso de reparación.
Con la realización de las simulaciones, se pueden validar los equipos de reparación antes de comenzar con su diseño o fabricación.
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