Impresión tridimensional nanotecnológica para la fabricación ligera
El proyecto NANOTUN3D (Development of the complete workflow for producing and using a novel nanomodified Ti-based alloy for additive manufacturing in special applications) aborda la cadena de procesamiento al completo, desde la producción de nanopartículas a la mezcla e inclusión de estas en una aleación base de titanio (Ti). Este polvo de aleación de titanio se emplea en impresión tridimensional o fabricación por adición (FA) para crear productos y recambios utilizados en una amplia gama de industrias. El coordinador del proyecto Luis Portolés Griñán de AIDIMME (España) explica: «La impresión 3D o la FA son tecnologías que permiten un sistema de producción de forma libre. De este modo los fabricantes pueden personalizar las formas y las piezas, lo cual ofrece oportunidades nuevas para sectores en los que la precisión en fundamental como los dispositivos médicos, los equipos de protección individual y los sistemas aeronáuticos». Portolés espera que para la finalización del proyecto en la primavera de 2019, el consorcio de NANOTUN3D haya demostrado la viabilidad de la fabricación de recambios metálicos avanzados con el nuevo material y generado buenas prácticas en cuanto a procesamiento industrial. Tras el proyecto, se podrá disponer de nueve plantas piloto en Europa que ofrecerán materiales y apoyo para el procesamiento de FA a escala industrial. Fabricación ligera Una ventaja fundamental de la tecnología de FA iniciada por NANOTUN3D es que las piezas pueden fabricarse con menos material, y en ocasiones mucho menos, lo que aumenta su rentabilidad y su ligereza. Esta característica reduce el consumo de combustible en sectores como el de la automoción y el espacial. Portolés afirma: «El proyecto se dedica a ofrecer tecnologías para las necesidades de aligeramiento de la industria, lo cual implica permite reducir la masa y el consumo de energía. Gracias a nuestro proceso se podrán alcanzar ahorros de materiales de entre el 40 y el 50 % en ciertas aplicaciones críticas». Todo esto influirá enormemente en los costes de fabricación. Según Portolés: «Cada kilogramo que se reduce en una aeronave, por ejemplo, ahorra entre 0,02 y 0,04 kg de combustible por hora. Acumulativamente se alcanza un ahorro de cuatro toneladas de combustible a lo largo de toda la vida útil de una aeronave». Oportunidades de colaboración NANOTUN3D se propuso crear un material nanoestructurado que se adecuase a la FA metálica. Portolés explica: «La inclusión de nanopartículas en algunos materiales permite mejorar sus propiedades mecánicas, pero la gama de materiales que pueden procesarse mediante FA aún es reducida. La FA metálica se basa en polvos metálicos y su producción conlleva un proceso complejo que se complica aún más cuando se debe mantener una distribución estable de nanopartículas en cada lote de polvos». El equipo del proyecto ideó en primer lugar un sistema de gestión de la salud y seguridad para garantizar que todos los procesos de producción se mantenían alejados de todo tipo de peligros. A continuación se desarrollaron las nanopartículas, se integraron en la base de aleación de Ti, y el polvo metálico nanoparticulado final se preparó para su procesamiento mediante FA. Además de generar opciones nuevas de fabricación de piezas metálicas ligeras en muy distintas industrias, el proyecto también contribuirá a asentar la posición de Europa en la FA. Tal y como asegura Portolés: «Europa ha sido un líder tradicional en esta actividad, y las pymes las protagonistas. Este proyecto contribuye a impulsar la innovación entre fabricantes de polvos, fabricantes de tecnología de FA y talleres de acabado. El proyecto logró sus objetivos gracias a la cooperación y la combinación de métodos de fabricación y materiales avanzados». Portolés también entiende que el legado de los proyectos financiados con fondos europeos como este sirva para crear un «lenguaje compartido» entre socios industriales europeos. Así resulta mucho más fácil comunicarse con socios tecnológicos y desarrollar sin trabas planes de trabajo y acción. Concluye: «En el caso de NANOTUN3D, por ejemplo, el desarrollo de material nuevo precisó de la creación de una cadena de suministro en la que cada miembro del consorcio ejerció como proveedor y cliente de otros socios. Esta experiencia nos ayudará a convertir los resultados del proyecto en oportunidades comerciales en breve. Además, invitamos a fabricantes de polvo, usuarios de tecnología de FA y talleres de acabado a que ponerse en contacto».
Palabras clave
NANOTUN3D, impresión 3D, FA, fabricación por adición, espacio, automoción, metal, aleación, titanio
