Avanza el proyecto GENEX, coordinado por ITA, que logrará la digitalización e incrementará la seguridad de los aviones

El Instituto Tecnológico de Aragón ITA es el coordinador del proyecto GENEX, que persigue avanzar en la digitalización y eficiencia de las aeronaves desarrollando procesos y sistemas que mejoren el ciclo de vida de las estructuras, contribuyendo a la reducción de CO₂ a la vez que incrementan la seguridad y la aeronavegabilidad.

En concreto, el proyecto tiene los siguientes objetivos: Producir materiales ecoeficientes y procesos de fabricación avanzada con monitorización en línea para una eficiencia óptima. Establecer una metodología acoplada de modelos físicos y basados en datos para mejorar la predicción del comportamiento a fatiga de las estructuras, así como la estimación de vida útil restante. Digitalizar procesos y herramientas de reparación de compuestos para optimizar la fase de mantenimiento. Y desarrollar un gemelo digital multidisciplinar del componente aeroestructural con el que tener un flujo continuo de información a lo largo de todo su ciclo de vida.

Tras casi un año de trabajo el proyecto avanza a buen ritmo. En la primera fase del proyecto se establecieron los requerimientos de procesos, sistemas y materiales, así como las especificaciones del gemelo digital. También se ha trabajado en la definición del caso de uso demostrador, que será un larguero delantero del cajón de torsión del ala.

Ya han comenzado las primeras pruebas de fabricación con tecnología AFP (automatic fibre placing o colocación automática de fibra) con la resina reparable y reciclable que se está utilizando como material base del proyecto. Así mismo, se está trabajando en la detección del grado de cristalinización y curado del material y en los modelos numéricos que simulen este fenómeno.

En paralelo, se está trabajando en el desarrollo del sistema de monitorización en uso del componente desde distintos puntos de vista: instrumentación de muestras con sensores piezoeléctricos MFC, simulación de los procesos de inspección, generación de algoritmos AI para detección y caracterización de daño, modelos de predicción de progresión de daño y diseño de la electrónica para la comunicación entre la red de sensores y la plataforma digital.

Por otro lado, ha comenzado el trabajo de digitalización de distintos procesos de reparación para asistir a la técnica de ensambladura manual, a la detección y limpieza de contaminantes en la zona a reparar y a al proceso de curado de parches con mantas térmicas.

El consorcio ya mira a los retos del próximo año en el que se seguirán desarrollando todas las tecnologías a la vez que se trabaja por su integración en un gemelo digital multidisciplinar y se analiza el ciclo de vida del componente para asegurar su digitalización y sostenibilidad.

Este proyecto, correspondiente al programa Horizonte Europa de la convocatoria CL5-2021-D5-01, que concluirá en 2026, cuenta con empresas de Suecia, Alemania, Polonia, Austria, Suiza, Francia, Alemania, Reino Unido y Bélgica. De España, además de ITA, como coordinador, son socios: CIDETEC (San Sebastián) AIMEN (Vigo), AERNNOVA (Madrid) y Capgemini (Sevilla).

ENGLISH

Last September, ITA hosted the launch meeting of GENEX project: «New end-to-end digital framework for optimised manufacturing and maintenance of next generation aircraft composite structures«, a project funded by Horizon Europe with the participation of 16 partners and coordinated by ITA.

GENEX aims to advance in the digitalisation and efficiency of aircraft by developing processes and systems that improve the life cycle of the structures, contributing to CO₂ reduction while increasing safety and airworthiness. Specifically, the project has the following objectives:

– Produce eco-efficient materials and advanced manufacturing processes with online monitoring for optimal efficiency.

– Establish a coupled methodology of physical and data-driven models to improve the prediction of fatigue behaviour of structures, as well as the estimation of remaining useful life.

– Digitise composite repair processes and tools to optimise the maintenance phase.

– Develop a multidisciplinary digital twin of the aerostructure component to have a continuous flow of information throughout its life cycle.

After almost a year of work, the project is in good progress. In the first phase of the project, the processes, systems, and materials requirements were established, as well as the specifications of the digital twin. Work has also been done on the definition of the demonstrator use case, which will be a front spar of the wing torsion box.

The first manufacturing tests have already begun using AFP (automatic fibre placing) technology with the repairable and recyclable resin that is being used as the base material for the project. Work is also being done on detecting the degree of crystallisation and curing of the material and on the numerical models that simulate this phenomenon.

In parallel, work is being carried out on the development of the in-usage monitoring system of the component from different points of view: instrumentation of samples, simulation of the inspection processes, generation of AI algorithms for the detection and characterisation of damage, damage progression prediction models, and design of the electronics for communication between the sensor network and the digital platform.

On the other hand, work in ongoing on the digitisation of different repair processes to assist the manual scarfing technique, the detection and cleaning of contaminants in the area to be repaired and the process of curing patches with heating blankets.

The consortium is already looking ahead to the challenges of the coming year in which all technologies will be further developed while working towards their integration into a multidisciplinary digital twin and analysing the lifecycle of the component to ensure its digitisation and sustainability.