PUBLIRREPORTAJE 28 FRANKE APUESTA POR ESTA TECNOLOGÍA PARA SUS RODAMIENTOS A FIN DE REDUCIR EL PESO DE LAS AERONAVES DISEÑO LIGERO LLEVADO AL EXTREMO CON LA IMPRESIÓN EN 3D Franke GmbH desarrolla y fabrica rodamientos de alambre, una alternativa más ligera a los habituales ‘rodamientos macizos’. En colaboración con CADFEM, expertos en simulación, y Rosswag, proveedor de soluciones para impresión 3D en metal, los especialistas en rodamientos de Franke llevaron la tecnología a sus límites. La construcción ligera ha sido uno de los impulsores del desarrollo de los rodamientos de alambres. Desde hace algunos años, Franke también confía en las estructuras de aluminio impresas en 3D, ya que este modelo de fabricación permite ahorrar material sin que la consistencia se vea afectada. “Nuestro principal reto es ofrecer soluciones innovadoras y específicas para el cliente”, explica Arne Jankowski, mánager técnico de ventas en Franke GmbH. Estos rodamientos se utilizan, por ejemplo, en el movimiento de las antenas de satélite para telefonía e Internet en aviones. Estos platos de antena suelen estar alojados en la unidad de la cola del avión. Deben permanecer constantemente alineados con el satémetálica 3D, ha sido durante mucho tiempo el proveedor de Franke para los rodamientos ligeros fabricados en impresión 3D. El segundo, CADFEM es especialista en simulación numérica que, entre otras cosas, vende herramientas de simulación de alta gama de ANSYS, y también ofrece sus propios servicios de ingeniería. El punto de partida fue una geometría suministrada por Franke del rodamiento utilizado hasta ahora, que se construye con un cuerpo base fabricado convencionalmente en aluminio. Hollaus llevó la geometría suministrada por Franke a Ansys Workbench para prepararla para la simulación. La definición de los rodamientos de bolas en las simulaciones FEM es realmente difícil, pero Hollaus pudo apoyarse en la extensión desarrollada por el propio CADFEM. Franke proporcionó también las cargas en el rodamiento. Se calcularon dos casos: en primer lugar, las cargas reales de las operaciones de vuelo y, en segundo lugar, las cargas significativamente más elevadas que están incluidas en la normativa de homologación. Además, había que tener en cuenta los momentos de flexión en el rodamiento. Después de definir todas las cargas y las zonas de geometría invariable del rodamiento, se inició la optimización de la topología. Un resultado interesante de los cálculos con Ansys fue que en una zonamás grande del cuerpo básico sólo se produjeron tensiones insignificantes y el material en estos puntos fue eliminado por la optimización de la topología. Florian Hollaus, ingeniero de Cálculo en CADFEMAustria, importó la geometría lite durante el vuelo para permitir la transmisión de datos. Al mismo tiempo, por supuesto, los rodamientos deben ser lo más ligeros posible para minimizar el consumo de queroseno del avión y, en concreto, aumentar la carga útil. Por ejemplo, un kilogramo de peso reducido en un avión de uso comercial supone un ahorro de unos 2.000 $ al año en costes de combustible y, de paso, una cantidad proporcional de CO2. Con el fin de explorar qué ahorros adicionales son posibles con la última tecnología Franke trabajó de la mano con dos socios para un proyecto industrial. El primero de ellos, Rosswag Engineering, especialista en impresión
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