¿Cómo se prueban las piezas fundidas aeroespaciales para porosidad y resistencia?
¿Cómo se prueban las fundiciones aeroespaciales para porosidad y resistencia?
Ensayos no destructivos (NDT) para la detección de porosidad
Las fundiciones aeroespaciales se inspeccionan rigurosamente para detectar porosidad interna mediante métodos de ensayo no destructivo (NDT), con el fin de garantizar la integridad estructural sin comprometer la pieza. Las técnicas más comunes incluyen:
1. Inspección radiográfica por rayos X
La inspección por rayos X es el estándar de la industria para identificar vacíos internos, cavidades de contracción y porosidad por gas en fundiciones de aluminio como A356 y AlSi10Mg. Esta técnica proporciona una imagen en tiempo real de las estructuras internas y es esencial para cumplir normas como MIL-STD-2175 y AMS-2175.
2. Tomografía computarizada (CT)
Para piezas muy complejas, especialmente aquellas producidas con AlZn10Si8Mg, la tomografía computarizada ofrece una reconstrucción 3D que puede cuantificar el volumen de porosidad, su distribución y criticidad, lo que resulta ideal para validar componentes de alta fiabilidad como carcasas de sistemas de control del fuselaje.
3. Inspección por tintes penetrantes (DPI)
Utilizada principalmente para porosidad o grietas conectadas a la superficie, la inspección por tintes penetrantes se realiza después del posmecanizado y de los tratamientos de superficie. Resalta defectos que atraviesan la superficie de la fundición, especialmente críticos en interfaces de sellado o componentes que deben ser herméticos a la presión.
Ensayos destructivos para resistencia mecánica
Para verificar la resistencia mecánica, las fundiciones aeroespaciales se someten a ensayos destructivos utilizando probetas estandarizadas coladas junto a las piezas de producción:
1. Ensayo de tracción
Las probetas de tracción coladas del mismo lote se someten a carga hasta la rotura según los protocolos ASTM B557 para determinar la resistencia a la tracción, el límite elástico y la elongación. Por ejemplo, A356-T6 tratada térmicamente puede alcanzar resistencias a la tracción de 275 MPa.
2. Ensayo de dureza
Las pruebas de dureza Brinell o Rockwell evalúan la resistencia superficial de las fundiciones y de las zonas tratadas térmicamente. Esto es especialmente importante para componentes aeroespaciales sensibles al desgaste y conjuntos posmecanizados.
3. Ensayo de tenacidad a la fractura y fatiga
En aplicaciones de alta carga, los ensayos de fatiga y mecánica de fractura simulan tensiones cíclicas a lo largo del tiempo, ayudando a evaluar la resistencia a la propagación de grietas. Estas pruebas validan piezas como soportes o carcasas de engranajes para uso en estructuras de aeronaves.
Certificación y trazabilidad
Para cumplir con AS9100 y MIL-STD, cada resultado de ensayo se documenta y cada pieza es trazable hasta su lote de material, tratamiento térmico y registro de inspección. Los equipos de control de calidad utilizan sistemas de medición por coordenadas (CMM) y sistemas de inspección digital para verificar la consistencia dimensional y del material.
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