Cómo mejorar la durabilidad y el rendimiento de componentes críticos en aeronáutica

Los OEM y MRO no cesan en su búsqueda de formas para mejorar el rendimiento y la durabilidad de los componentes aeronáuticos críticos de turbinas, sistemas de control de vuelo, trenes de aterrizaje y sistemas hidráulicos. Estos componentes deben diseñarse y fabricarse para que soporten la erosión, la corrosión, las temperaturas extremas, las altas cargas y el contacto entre metales.

Hay otros retos también importantes. Un objetivo clave es aumentar la eficiencia energética de las aeronaves perfeccionando el diseño de componentes y sistemas, materiales y recubrimientos. Incluso factores que pueden parecer triviales, como el acabado superficial de las palas de compresor, son claves en el ahorro de combustible de grandes motores turbofán de alta derivación.

Aprobados y con resultados comprobados, los recubrimientos PVD y PACVD son recubrimientos de capa fina que endurecen la superficie de los componentes. Alargan considerablemente la vida útil de los componentes y reducen el mantenimiento y los tiempos de parada.

Habitualmente tienen 1-5 µm de espesor, pero pueden llegar a los 25µm para propiedades específicas de resistencia a la erosión. Las tolerancias de los recubrimientos pueden ser tan bajas como +/-0.5 µm sobre una superficie por lo que los componentes mantienen su forma, ajuste y dimensiones sin necesidad de mecanizado posterior.

El recubrimiento PVD BALINIT TURBINE PRO de Oerlikon Balzers, está diseñado para proteger los álabes de los compresores del motor y de los de rotores integrados (blisks) de la erosión, la polución y la corrosión.

Posee un poder de protección contra la erosión cuatro veces mayor que otros recubrimientos PVD, incluido el nitruro de titanio (TiN). Este valor aumenta hasta x40 cuando se compara con álabes de titanio no recubiertos e incluso más cuando se compara con los de acero.

El cromo duro se ha utilizado mucho tradicionalmente en la industria aeronáutica. Sin embargo, debido a las sales cancerígenas de cromo hexavalente que se utilizan en el proceso, el REACH de la EU y el OSHA de EEUU han impuesto exigentes restricciones.

Un sustituto efectivo es el BALINIT C, un recubrimiento dúctil de tipo WC/C, carburo de carbono, de la familia de los DLC (a-C:H:Me) que proporciona una excelente resistencia al desgaste, al rayado y a la fricción para rodamientos, ejes y pasadores que se utilizan en trenes de aterrizaje y en soportes de motor.

Este recubrimiento tiene una alta capacidad de carga incluso en condiciones de lubricación deficiente o contacto en seco. Gracias a su bajo coeficiente de fricción, reduce la corrosión por picadura y por ajuste en piezas deslizantes o móviles, como los actuadores, los compresores o las bombas. El BALINIT C es también interesante para el cementado y para los aceros de rodamientos de bolas y de rodillos, ya que puede aplicarse a temperaturas inferiores a los 200 °C.