¿Cómo se fabrican los motores de los aviones?

La fabricación de motores a reacción o de pistón para aviones implica la transformación de materias primas en máquinas precisas y extremadamente fiables. Requiere el uso de una amplia gama de materiales de alta resistencia. Los métodos de fabricación utilizados pueden ser tanto convencionales como únicos.

Materiales de construcción

La mayoría de los motores de aviación se fabrican principalmente con componentes metálicos. En los últimos años, sin embargo, se han introducido los compuestos plásticos para determinadas piezas. Cuando se requiere resistencia y ligereza -normalmente en los componentes estructurales, los bastidores del motor y las secciones del compresor- se utilizan diversas aleaciones de aluminio y titanio. En cambio, para las piezas en las que se requiere resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión -normalmente en las secciones de la cámara de combustión y la turbina- se emplean metales de alta temperatura, como aleaciones de cobalto, cromo y níquel. Las ubicaciones intermedias requieren el uso de numerosas aleaciones de acero.

Operaciones de fabricación

En la fabricación de motores de aviación se utilizan prácticamente todas las operaciones conocidas de mecanizado y transformación de metales. 

Esto incluye:

• Forja en caliente (para perfiles aerodinámicos y discos de compresor)
• Fundición (para componentes estructurales y bastidores de motores)
• Rectificado
• Girar
• Brochado
• Perforación
• Cizalla
• Millin
• Enhebrado
• Serrar
• Cizalla
• Soldadura
• Soldadura

Otros procesos son la galvanoplastia, el acabado metálico (cromado, anodizado, etc.), la pulverización térmica (plasma o llama) y el tratamiento térmico. Debido a la dureza y alta resistencia de las aleaciones utilizadas, a pesar de sus formas extrañas y complejas y sus tolerancias precisas, resulta inevitable la necesidad de un mecanizado más riguroso y exigente.

Procesos metalúrgicos

El fresado químico y electroquímico, la soldadura por haz de electrones, el taladrado por láser y el mecanizado por electrodescarga son algunos de los procesos metalúrgicos más singulares utilizados en la fabricación de motores aeronáuticos.

Molienda electroquímica y química

Con el fresado químico y electroquímico, se elimina el metal de grandes superficies de forma que se crea o conserva un contorno. Dependiendo de la aleación específica, las piezas se colocan en un baño cáustico o electrolítico o en un ácido controlado altamente concentrado. La reacción electroquímica o química provocará la eliminación del metal. El fresado químico se utiliza a menudo después del forjado de perfiles aerodinámicos para ajustar el grosor de las paredes a las especificaciones sin arruinar el contorno.

Taladrado láser y mecanizado por electroerosión

Estos procesos se utilizan para realizar contornos intrincados y orificios de pequeño diámetro en metales duros. Los componentes de la cámara de combustión y de la turbina son las piezas habituales en las que se requieren tales orificios con fines de refrigeración. La acción termomecánica de alta frecuencia de las descargas de electrochispas ayudará a eliminar el metal. Este proceso se lleva a cabo en un baño dieléctrico de aceite o mineral.

Soldadura por haz de electrones

Cuando se requiere una penetración profunda de la soldadura en geometrías de difícil acceso, se utiliza la soldadura por haz de electrones. Un haz concentrado y acelerado de electrones dentro de una cámara de vacío genera una soldadura. La pieza golpeada por la energía cinética de los electrones se transforma en calor para la soldadura.

Inspección y pruebas

La fiabilidad de los motores de aviación se determina mediante una serie de pruebas, inspecciones y procedimientos de control de calidad realizados durante la fabricación y en el producto final. Los métodos de inspección habituales incluyen ultrasonidos, líquidos penetrantes fluorescentes, radiografía y partículas magnéticas. Estos métodos se utilizan para la detección de grietas o defectos internos en las piezas. En las celdas de pruebas instrumentadas es donde se prueban los motores ensamblados antes de su entrega al cliente.