Fabricación aditiva para la era espacial
La fabricación aditiva por capas es un recurso y un proceso industrial eficiente en el tiempo mediante el cual se aplica capa tras capa de material para crear piezas en 3D. Sectores que van desde el aeroespacial hasta los fabricantes de moldes han identificado las grandes posibilidades que plantea esta técnica para reducir la cantidad de materia prima necesaria para empezar. El proyecto 4M trabajó para añadir una gran flexibilidad a este proceso. «El objetivo principal del proyecto 4M fue desarrollar los elementos de un proceso de fabricación aditiva por capas basado en polvo metálico», explica el coordinador del proyecto, Dr. Erich Neubauer de RHP Technology (Austria). «Este polvo metálico, que consiste en partículas de algunas decenas de micras, se inyecta en una antorcha de plasma que se aplica como una antorcha de soldadura manual». Actualmente, la Agencia Espacial Europea evalúa los resultados a nivel de viabilidad, y el equipo del proyecto espera que el proceso también pueda ser interesante para la fabricación de piezas de turbinas para la generación hidroeléctrica. Corte digital Aunque la antorcha de plasma fuese el concepto de base en la faceta del hardware, el equipo del proyecto también desarrolló un sistema de software que utiliza el archivo electrónico de una copa, por ejemplo, realiza una imagen 3D y aplica un algoritmo de corte. A continuación, cada capa de la copa, cortada digitalmente por el software, se introduce mediante el sistema 4M hacia el hardware, la antorcha, que genera una copa 3D real utilizando la antorcha de plasma para fundir el polvo metálico. Soluciones ligeras y flexibles Uno de los elementos que confieren el carácter innovador al sistema de nuevo desarrollo es que funciona con materiales distintos a la vez. La antorcha de plasma se puede aplicar a varias boquillas con materiales distintos, uno tras otro o a la vez. Después del desarrollo de un prototipo de la antorcha de plasma y del sistema de fabricación aditiva, el equipo analizó varios sistemas de materiales. «Este concepto nos permite fabricar formas con varios materiales», explica Neubauer. «Si volvemos a considerar el ejemplo de la copa, podríamos hacer la sección inferior con un material y la superior con otro». Esto permite a los fabricantes añadir funcionalidades, lo cual es importante en algunas aplicaciones, como las relacionadas con el espacio. «Aquí podríamos añadir un componente ligero, por ejemplo, y después añadir otra cosa para aumentar la dureza». De hecho, el espacio ha sido el principal impulsor de esta tecnología. Por lo general, los componentes destinados al espacio deben ser ligeros y no demasiado grandes, lo que significa que el concepto de fabricación aditiva es muy interesante en términos de ahorro y de reducción del tiempo de preparación. Por ejemplo, empezar con un gran bloque de metal significa que, a veces, el material que se debe eliminar mediante mecanizado para obtener la pieza deseada alcanza el 90 %. Por el contrario, el concepto de fabricación aditiva en el que 4M es pionero, solo utiliza la cantidad de polvo metálico necesaria para construir el objeto deseado y solo se elimina una cantidad residual de material durante el mecanizado posterior. Neubauer cree que el paso siguiente es centrarse en refinar el proceso. «Nuestra idea original había sido desarrollar sistemas que después se pudiesen comercializar, pero creo que todavía hemos alcanzado ese nivel», explica. «Para ello se necesitaría mucha más inversión. En su lugar, queremos establecer un centro de fabricación que utilice un duplicado del montaje utilizado para el proyecto. Serviría para proporcionar productos y piezas bajo demanda. Actualmente, la empresa negocia para establecer esta instalación.
Palabras clave
4M, fabricación, industrial, material, 3D, aeroespacial, moldes, fabricantes, polvos metálicos, RHP, antorcha de plasma, Agencia Espacial Europea, generación hidroeléctrica
