En profundidad Fig. 7. Luxómetro y osciloscopio en túnel de quemado de bengalas. (Fuente: propia). a su vez está formada por agentes oxidantes y reductores, se realiza un estudio de compatibilidad química de la mezcla energética con cada uno de los materiales de base polimérica seleccionados para la fabricación del cánister. El ensayo de compatibilidad química se realiza mediante calorime-tría diferencial de barrido (Differential Scanning Calorimetry, DSC) siguien-do el procedimiento descrito en el STANAG 4147 edición 3, Test 4. 2 Definición del proceso de carga Durante el proceso de carga del cánis-ter con mezcla pirotécnica, el propio cánister ha de ser capaz de soportar los esfuerzos de carga. Por lo que se considera esta etapa como uno de los puntos críticos del proceso. El proceso de carga se efectúa en el interior de una matriz donde se aloja el cánister a estudio, se añade la mez-cla pirotécnica para ser prensada por un punzón que realiza 2 prensadas. La importancia del proceso de carga radica en la necesidad de una distri-bución de carga homogénea tanto en el alojamiento como entre cargas. El radiografiado de las bengalas carga-das, muestra la homogeneidad du-rante este proceso. La homogeneidad en la carga tiene un efecto directo sobre los requisitos de tiempo e intensidad luminosa en el proceso de combustión. Por motivos de seguridad, se cargaron con mezcla inerte los diseños prelimi-nares de base polimérica realizados por impresión 3D y así caracterizar mecánicamente los mismos, evitando, de este modo, iniciaciones indeseadas En el proceso de carga, son evalua-das las diferentes configuraciones de cánister fabricadas, aquellas con dife-rentes tamaños de oquedades/surcos en su interior, así como geometrías. En las pruebas iniciales realizadas, se observó que en determinados cá-nisters con surcos de pequeño tama-ño, daban lugar a oquedades tras el proceso de carga. A medida que se aumentaba el tamaño del surco, se ob- servaban cargas más homogéneas, pero el cánister perdía en algunos ca-sos geometría debido al prensado. Evaluando el proceso de carga en cánisters fabricados en POM y PP, se observó que el cánister de PP se de-formaba más que el cánister de POM. Evaluación de requisitos Entre los requisitos a evaluar, se de-ben tener en cuenta tanto el tiempo de combustión como la intensidad lu-minosa del producto. En la figura 7 se observa, conjuntamente el equipo y la instalación empleada para tal efecto. En ella, se muestra la caracterización del proceso de combustión de la ben-gala. Éste se lleva a cabo en un túnel de ensayos ubicado en las instalaciones de Expal, el cual posee una aspiración vertical y regulación de caudal. A 10 metros de la bengala, en el interior del túnel, se sitúa el equipo de medida, Lu-xómetro Yokogawa 5002 y Osciloscopio DSOX2014A Keysight Technologies. Se registra la intensidad luminosa frente al tiempo, como puede obser-varse en la figura 8. La homogeneidad de la intensidad lumi-nosa a lo largo del periodo de combus-tión de la bengala, certifican la idoneidad tanto del proceso de fabricación descri-to (condiciones de prensado, etc.) como de la nueva propuesta en el diseño del cánister, materiales y configuración. Los resultados de intensidad luminosa y tiempo obtenidos para ambas bengalas, POM y PP, son muy similares. Merece la pena resaltar el compor-tamiento que presenta cada uno de los materiales a lo largo del proceso de combustión. Por un lado, el PP resiste estructuralmente durante el proceso de combustión y no genera residuos, y a diferencia de este, el POM se consume durante proceso de combustión y continúa ardiendo tras el apagado de la bengala. Seguimiento del trabajo y próximos pasos El siguiente paso será la conforma-ción de un molde que permita fabricar estos cánister por inyección. El mate-rial de base será el polipropileno, se podrán añadir compuestos en función de las características mecánicas y funcionales que se consideren opor-tunas aportar al producto final. Si se evalúa por una parte el impacto del uso de impresión 3D sobre el coste de desarrollo, destaca que esta tecno-logía ha supuesto una enorme reduc-ción en el tiempo de fabricación de los prototipos. El desarrollo de la fase inicial (desarrollo de prototipo de cá-nister) podría reducirse hasta un 40%, ya que la fabricación de una pieza por impresión 3D es de unas horas. Es un desarrollo autónomo e independien-te de terceros. En caso de no haber- se realizado de este modo, se hubiese necesitado: mecanización de piezas, embutición de piezas, etc., normal-mente son necesarios tiempos medios de espera de 20 a 30 días. Esto unido a la posibilidad de iterar varias veces, reduce los tiempos de adquisición de materiales para prototipos en menos de la mitad de lo que comúnmente hu-biese sido necesario. En este primer desarrollo se ha llegado a verificar los requisitos de esta ben-gala, habiéndose mostrado resultados positivos. El siguiente paso consistirá en la modificación del cáncamo para poder acoplar el paracaídas y así pro-barlo en una prueba de disparo real. Este tipo de pruebas se prevé llevarlas a cabo durante el año 2018. Se prevé que con el nuevo diseño, se alcanzará una reducción en peso del 22 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 58. Tercer trimestre 2018
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