Recubrimientos resistentes. El centro tecnológico IK4-Tekniker ha trabajado en el desarrollo de recubrimientos multifuncionales para la protección de las alas de flujo laminar natural de los aviones frente a la erosión de la lluvia.
Como se sabe, una de las prioridades en la construcción de aeronaves es la reducción de peso. Esta necesidad promueve el ahorro de combustible y ha llevado a la industria aeronáutica a adoptar materiales ligeros. Materiales como los polímeros reforzados con fibra de carbono (PRFC). Son usados por su excelente relación entre resistencia y peso.
Sin embargo, la resistencia de estos materiales frente a la erosión producida por arena, polvo, cenizas volcánicas o lluvia es muy inferior a la que presentan materiales más pesados como el acero, lo que implica la necesidad de desarrollar sistemas protectores frente a la erosión.
Recubrimientos resistentes. Los sistemas de protección actuales basados en pinturas suponen elevados costes de mantenimiento y no resultan adecuados para nuevos conceptos aerodinámicos que aprovechan el flujo laminar natural en torno al ala y que requieren de acabados superficiales muy precisos. Además, es necesario proporcionar soluciones que permitan eliminar el hielo, especialmente el que se forma en el borde de ataque del ala. Debido a que este afecta a la aerodinámica y a la seguridad del avión.
Winner, un proyecto perteneciente al programa Clean Sky 2, IK4-Tekniker está desarrollando bajo las especificaciones de Saab AB, nuevos recubrimientos multifuncionales. Estos recubrimientos permitirán la protección frente a la erosión a la lluvia, la reducción de las operaciones de mantenimiento. Además proporcionarán distintas propiedades eléctricas con funcionalidades termoresistivas para la eliminación del hielo y conductoras para la protección frente al rayo.
Tecnología del recubrimiento contra erosión
Recubrimientos resistentes. En concreto, IK4-Tekniker desarrollará recubrimientos avanzados mediante tecnología PVD (Physical Vapour Deposition), una excelente alternativa de aplicación. Se ha probado su capacidad de protección en distintas aplicaciones de protección de componentes, así como por su capacidad de depositar recubrimientos con distintos metales y nitruros permitiendo alcanzar distintas conductividades.
Los procesos PVD consisten en la evaporación de un sólido en forma de átomos o moléculas que se transportan en condiciones de vacío y se van condensando sobre la superficie de un substrato hasta formar una fina capa con propiedades específicas.
Sin embargo, los substratos poliméricos plantean retos que hacen que los recubrimientos empleados en otros componentes metálicos no sirvan para la aplicación por lo que es necesario desarrollar nuevos recubrimientos específicos para la aplicación.
Recubrimientos resistentes. La erosión frente a lluvia en aeronáutica supone trabajar en condiciones muy extremas, dadas las velocidades que pueden llegar a alcanzar los aviones. Para lograr la protección requerida, IK4-Tekniker está desarrollando recubrimientos multicapa que combinan capas duras de nitruros con capas metálicas que amortigüen el impacto.
Uno de los grandes retos es obtener recubrimientos de decenas de micras. Se trata de recubrimientos muy novedosos al estar en la frontera del conocimiento en PVD, ya que, con espesores más bajos, el impacto del agua o la arena hace que el substrato polimérico blando se deforme y lleve al desprendimiento del recubrimiento.
Para abordar esta problemática, IK4-Tekniker desarrolla pretratamientos superficiales y parámetros de proceso que garanticen bajas tensiones residuales en recubrimientos de alto espesor para garantizar la adherencia en combinaciones multicapa de materiales con las propiedades eléctricas y de protección a la erosión requeridas.
