García Gascón, César

Organizational Units

Organizational Unit

Instituto de Diseño para la Fabricación y Producción Automatizada

Search Results

Now showing 1 - 5 of 5

Diseño y Fabricación de un UAV solar de ala fija para misiónautónoma. Hacia la fabricación impresa en la industria aeronáutica.(SolarÍO)
(Universitat Politècnica de València, 2021-07-29) García Gascón, César; Quintanilla García, Israel; Gallego Salguero, Áurea Cecilia; Yuste Pérez, Pedro; Departamento de Informática de Sistemas y Computadores; Instituto Universitario de Tecnologías de la Información y Comunicaciones; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeroespacial y Diseño Industrial; Departamento de Ingeniería Cartográfica Geodesia y Fotogrametría; Instituto de Diseño para la Fabricación y Producción Automatizada; Grupo de Cartografía, Geodesia y GPS
[ES] El proyecto tiene como objetivo el diseño y fabricación de una aeronave de ala fija fabricada mediante técnicas aditivas junto a la implementación de tecnología basada en placas solares que permitan aumentar la autonomía y rango de la misión autónoma del UAV. Se busca mejorar las capacidades de la industria aeronáutica hacia aviones sostenibles y que en un futuro adquieran mejores propiedades mecánicas gracias al uso de las tecnologías aditivas integradas con nuevos materiales de impresión y un menor impacto medioambiental gracias al uso de energías renovables. En este trabajo de fin de grado se presentan, del mismo modo, nuevos métodos de fabricación aditiva que permiten generar piezas mucho más resistentes y livianas mediante el uso de giroides como relleno del material impreso. Gracias a esto, el hecho de utilizar impresoras 3D como medio de fabricación de pequeñas aeronaves se convierte en una realidad. Además, para llevar a cabo la fabricación del prototipo, se hace uso de nuevas impresoras 3D que cuentan con una bancada movible parecida a una cinta que permite fabricar piezas sin limitación en el eje Z, de este modo se consiguen partes estructuralmente mucho mejores y se ahorra la necesidad de tener que hacer múltiples impresiones de pequeñas partes de la aeronave que deberán ser pegadas posteriormente. Por ´ultimo, este proyecto tiene como objetivo la programación de una misión autónoma dentro del marco legal español que permita demostrar de un modo práctico y no solo teórico que el vuelo perpetuo de la aeronave solar manufacturada con fabricación aditiva es posible
Minimal Surfaces as an Innovative Solution for the Design of an Additive Manufactured Solar-Powered Unmanned Aerial Vehicle (UAV)
(MDPI AG, 2022-10) García Gascón, César; Castelló Pedrero, Pablo; García Manrique, Juan Antonio; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeroespacial y Diseño Industrial; Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales; Instituto de Diseño para la Fabricación y Producción Automatizada; GENERALITAT VALENCIANA; AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION
[EN] This paper aims to describe the methodology used in the design and manufacture of a fixed-wing aircraft manufactured using additive techniques together with the implementation of technology based on solar panels. The main objective is increasing the autonomy and range of the UAV¿s au-tonomous missions. Moreover, one of the main targets is to improve the capabilities of the aero-nautical industry towards sustainable aircrafts and to acquire better mechanical properties owing to the use of additive technologies and new printing materials. Further, a lower environmental impact could be achieved through the use of renewable energies. Material extrusion (MEX) technology may be able to be used for the manufacture of stronger and lighter parts by using gy-roids as the filling of the printed material. The paper proposes the use of minimal surfaces for the reinforcement of the UAV aircraft wings. This type of surface was never used because it is not possible to manufacture it using conventional techniques. The rapid growth of additive technolo-gies led to many expectations for new design methodologies in the aeronautical industry. In this study, mechanical tests were carried out on specimens manufactured with different geometries to address the design and manufacture of a UAV as a demonstrator. In addition, to carry out the manufacture of the prototype, a 3D printer with a movable bench similar to a belt, that allows for the manufacture of parts without limitations in the Z axis, was tested. The parts manufactured with this technique can be structurally improved, and it is possible to avoid manufacturing mul-tiple prints of small parts of the aircraft that will have to be glued later, decreasing the mechanical properties of the UAV. The conceptual design and manufacturing of a solar aircraft, SolarÍO, us-ing additive technologies, is presented. A study of the most innovative 3D printers was carried out that allowed for the manufacture of parts with an infinite Z-axis and, in addition, a filler based on minimal surfaces (gyroids) was applied, which considerably increased the mechanical properties of the printed parts. Finally, it can be stated that in this article, the potential of the ad-ditive manufacturing as a new manufacturing process for small aircrafts and for the aeronautical sector in the future when new materials and more efficient additive manufacturing processes are already developed is demonstrated.
Multiscale numerical modeling of large-format additive manufacturing processes using carbon fiber reinforced polymer for digital twin applications
(Springer-Verlag, 2024-01) Castelló Pedrero, Pablo; García Gascón, César; García Manrique, Juan Antonio; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeroespacial y Diseño Industrial; Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales; Instituto de Diseño para la Fabricación y Producción Automatizada; GENERALITAT VALENCIANA; AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION; Universitat Politècnica de València
[EN] Large Format Additive Manufacturing (LFAM) has gained prominence in the aerospace and automotive industries, where topology optimization has become crucial. LFAMfacilitates the layer-by-layer production of sizeable industrial components in carbon fiber (CF) reinforced polymers, however 3D printing at large scales results in warpage generation. Printed components are deformed as residual stresses generated due to thermal gradients between adjacent layers. This paper tackles the problem at two different scales: the micro and macroscale. Initially, the microstructure characterization of the thermoplastic ABS matrix composite material enriched with 20% short CF is used in the development of numerical models to understand the mechanical behavior of the studied material. Numerical modeling is performed simultaneously by means of Mean-Field (MF) homogenization methods and Finite Element Analysis (FEA). Outcomes validated with corrected experimental mechanical testing results show a discrepancy in the elastic modulus of 7.8% with respect to FE multi-layer analysis. Micro-level results are coupled with the a macroscopic approach to reproduce the LFAM process, demonstrating the feasibility of the tool in the development of a Digital Twin (DT).
Diseño y fabricación de moldes para materiales compuestos en fabricación aditiva de gran formato: Hacia la economía circular del proceso.
(Universitat Politècnica de València, 2023-07-25) García Gascón, César; Busquets Mataix, David Jerónimo; Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales; Instituto de Diseño para la Fabricación y Producción Automatizada; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Instituto Universitario de Investigación de Tecnología de los Materiales de la UPV
[ES] En este proyecto se propone el desarrollo de una aplicación que permita la optimización de los parámetros de procesado en la fabricación aditiva de moldes gran formato en el ámbito aeroespacial. El material empleado será un material compuesto de matriz termoplástica cargado con fibra de carbono al 20% (ABS/CF20). Este material se empleará para la fabricación de moldes que servirán de modelo para la laminación posterior de materiales compuestos de fibra de carbono. Debido a que se los moldes servirían para producir componentes en el sector aeroespacial, la precisión en las dimensiones y el control de las tolerancias en todas las etapas de fabricación es de vital importancia. Es por ello que el modelo de cálculo a desarrollar debe predecir el comportamiento del material durante su deposición y posterior enfriamiento, desde el punto de vista de térmico y mecánico, con el objeto de predecir las contracciones. Finalmente, y como corroboración de los resultados alcanzados, se hará una propuesta de un demostrador de la tecnología desarrollada con un equipo de impresión de gran formato de deposición fundida de pellets.
Impact of deposition time per layer in large format additive manufacturing with glass fiber reinforced ABS
(Elsevier, 2024-07) Castelló Pedrero, Pablo; García Gascón, César; Bas Bolufer, Javier; Alabort-Martínez, Carles; García Manrique, Juan Antonio; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeroespacial y Diseño Industrial; Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales; Instituto de Diseño para la Fabricación y Producción Automatizada; GENERALITAT VALENCIANA; AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION; Universitat Politècnica de València
[EN] This paper presents a parametric study of layer adhesion in Large Format Additive Manufacturing (LFAM) applications using glass fiber (GF) reinforced acrylonitrile butadiene styrene (ABS). The study focuses on the deposition time per layer (tL) and includes an innovative approach to monitor temperature variation throughout the printing process using an infrared camera. The paper provides a detailed account of the sample fabrication process and experimental tensile tests. Specifically, this study shows how lower times per layer yield better mechanical properties as material is deposited over hotter layers, resulting in smaller thermal gradients, hence better layer adhesion and reduced warpage.