Tecnología, I+D y oportunidades de negocio, centran el interés de las empresas usuarias de materiales avanzados

A primeros de marzo el Clúster de Materials Avançats – MAV celebró la V Jornada de Inmersión Estratégica, a la que acudieron más de 50 socios y empresas representativas de la cadena de valor de los materiales avanzados de Catalunya en los dos días que duró el encuentro.

El Clúster de Materials Avançats – MAV viene organizando anualmente una jornada de inmersión estratégica que, durante dos días, sirve para debatir, reflexionar e intercambiar experiencias sobre los principales retos del clúster y sus asociados, siempre en relación con los materiales avanzados, la tecnología y negocios asociados.

En este caso, la jornada celebrada a primeros de marzo puso el énfasis al sector de la construcción, a la tecnología e innovación desarrollada en torno a los materiales, la generación de proyectos y la demanda del sector.

Así, en el primer caso, la jornada contó con la participación del responsable de materiales de la Fundación Norman Foster, con una visión de la historia a través de los materiales y el diseño de sus estructuras.

En el apartado de tecnología se debatió sobre nuevas oportunidades de las tecnologías relacionadas directamente con los materiales, como los ‘printed electronics’, la transformación digital y su incidencia en la transformación del negocio de la fabricación, o la impresión 3D.

En cuanto a la generación de proyectos, el clúster propuso el trabajo en grupo para estimular la innovación e interacción entre los participantes, en base a temas como: materiales sostenibles, materiales conectados, fabricación avanzada y recubrimientos y nanotecnología. Al finalizar la jornada se obtuvieron 4 mapas con ideas de proyectos y empresas interesadas.

El último bloque se centró en dar a conocer la visión y necesidades de las empresas en cuanto a materiales se refiere. Para ello contaron con una serie de presentaciones por parte de empresas del sector de la automoción (Idiada, Seat y Doga), de fabricantes del sector del ferrocarril como Alstom o más centradas en el propio material como es Celsa.

Como no podía ser de otro modo, una tecnología como la impresión 3D centró parte del interés de la jornada, con la aportación de dos empresas que han apostado claramente por ella: Avinent e Intech3D.

Albert Mangas, responsable de Ingeniería y Operaciones de Avinent compartió la experiencia de la empresa y mostró los resultados obtenidos con esta tecnología, poniendo especial atención en cómo la digitalización les permite la total personalización y la producción unitaria. Avinent cuenta con dos divisiones, Avinent Implant System, especializada en la implantología, con la fabricación de implantes y de prótesis personalizadas CAD-CAM como producto estrella, y Avinent Digital Health que, aprovechando la experiencia adquirida a través de la innovación tecnológica y la investigación científica, se centra en las soluciones para el campo cráneo-maxilofacial (CMF) y otras partes del cuerpo utilizando la impresión 3D como base del proceso productivo. “Con Avinent Digital Health, el proceso de producción se inicia con el pedido, también digital, pasa por el codiseño mediante imágenes digitalizadas del paciente y en colaboración con el cirujano, posteriormente se pasa a la personalización según el cliente y al envío. Para ello es imprescindible la conexión en remoto y digital con los hospitales y centros médicos, claro”. Mangas argumentaba que este sistema supone tener el control total del proceso y, además, entregar un informe del trabajo realizado, “en 4-5 días”, añadía. Para la digitalización del paciente, cabe señalar que Avinent usa imágenes tomográficas mediante escáneres de luz blanca, generando así diseños CAD para elaborar el diseño final que aprobará el cirujano.

Para Albert Mangas, “esta tecnología supone un cambio también en el perfil de los profesionales, ya no implica sólo a ingenieros sino también a biotecnólogos, además de requerir nueva dotación tecnológica, como la necesidad de incorporar máquinas de fabricación aditiva”, recordando sin embargo las cuestiones regulatorias y de cumplimiento de normativas que hay que abordar también. En este sentido, comentó que Avinent cuenta con centros de mecanizados de 5 ejes, máquinas de fabricación aditiva de diversas tecnologías para cubrir las diferentes necesidades de cada producto y centros de torneado y fresadoras, además de los softwares para cada requerimiento. En cuanto a los materiales utilizados, el responsable de Ingeniería y Operaciones de Avinent comentó que pueden trabajar ya sea con titanio como acrílicos, resinas curadas, Peek o poliamidas, además de determinadas aleaciones “que sin bien no son biocompatibles sí son aptas para realizar compuestos cerámicos como base para otros materiales”, teniendo en cuenta que las principales aplicaciones de la empresa son en el sector dental, cráneo-maxilofacial y traumatología.

En su turno de intervención, Joan Folguera, director ejecutivo de Intech3D —consultoría para la integración de la impresión 3D en el ámbito industrial— expuso la necesidad de trasladar la impresión 3D a la industria teniendo en cuenta dos caminos posibles: para la producción de pieza final o para ‘tooling’, es decir, la fabricación de útiles y herramientas para la propia producción, agilizando así el proceso y reduciendo tiempos y costes.

Folguera repasó antes los asistentes las principales soluciones actuales aplicables a la industria: desde FDM, con un alto rango de materiales disponibles en el mercado, equipos de sobremesa o industriales, según la necesidad; o SLM, con la que se obtienen un mejor acabado final de la pieza. “La tendencia es ir hacia pieza final funcional —apuntó— a medida que se reduce el coste gracias a las tecnologías que están apareciendo en el mercado, como la JetFusion de HP”.

Las jornadas organizadas por el clúster MAV destacan por poner en contacto proveedores de tecnología con sus integradores, hasta el punto que éstos pueden poner sobre la mesa y sin tapujos qué necesitan, cuáles son las limitaciones actuales, en qué trabajan… y así lo hicieron los siguientes ponentes desde el punto de vista del sector de la automoción y el ferrocarril.

‘Nuevas necesidades de materiales del vehículo eléctrico’ fue precisamente el punto de partida de José Manuel Barrios, director de Innovación de Idiada, la compañía especializada en diseño, ingeniería, ensayos y servicios de homologación para la industria del automóvil internacional. Precisamente Barrios apuntó que “los cambios en el ámbito del transporte vienen por las nuevas exigencias regulatorias relacionadas con el medio ambiente. Traducido al mundo de la ingeniería, los retos están relacionados con la sostenibilidad y la movilidad y las soluciones, pasan por la conectividad y el coche compartido”. La primera supone la incorporación de toda la tecnología en desarrollo para el coche eléctrico y la segunda, supone implícitamente cambios en cuanto a legislación, regulaciones, etc. En opinión de Barrios, “el coche autónomo llegará un poco más tarde”.

Uno de los puntos clave para estos cambios, según el director de Innovación de Idiada, es la entrada de nuevos actores en el sector, “actores que no vienen a fabricar, pero sí a cambiar las reglas del juego. Los que llamamos GAFAM, Google, Apple, Facebook, Amazon y Microsoft”. Y añadía, “ligados al nuevo modelo de sociedad que quiere moverse, pero no necesariamente comprarse un coche”. Para Barrios, una “oportunidad para crear el mejor entorno para promover el cambio”, en referencia a los cambios que serán necesarios para cumplir con los requisitos medioambientales actuales y futuros, lo que pasa por innovar en motores, baterías eléctricas, en nuevos materiales que permitan reducir pesos, en nuevos sistemas de combustión… Y precisamente en relación a los nuevos materiales, Barrios puso el foco de atención en las posibilidades de desarrollar nuevos materiales más ligeros, rediseñar las piezas para que peses menos, o bien variar la combinación de componentes, o el modo de ensamblar las piezas… y apuntó también hacia los neumáticos, “un factor crucial porque la resistencia a la conducción afecta muy directamente al consumo del vehículo”.

Por su parte, Sara Concha, especialista en Robust&Advanced Manufacturing en Seat, compartió con los asistentes su experiencia con la impresión 3D en prototipado y, de paso, les puso deberes. Y es que Seat ha incorporado la fabricación aditiva especialmente para la producción de componentes y utillajes propios. “El tooling es una de las principales apuestas de Seat en impresión 3D. Sin embargo, las necesidades van más allá”, apuntó. “Seat ya conoce las capacidades de esta tecnología, pero es necesario que se vea como una opción más a la hora de planificar la producción, que los operarios la tengan en cuenta tanto para desarrollar útiles propios como para pieza final customizada”. En este sentido, Concha apuntó que la tendencia en automoción será hacia series muy cortas con muchas diferencias entre ellas. “Y para ello —señaló— serán necesarios nuevos materiales con resistencia a altas temperaturas, a la humedad, con propiedades conductivas, materiales combinados de plástico y metal…”. Concha comentó también que Seat utiliza la impresión 3D para piezas de prueba, para la toma de decisiones “por lo que es necesario que sean lo más realistas posibles y que tengan un comportamiento lo más similar a la pieza final, algo que no ocurre con los tubos de goma o las piezas transparentes, donde las principales limitaciones son las dimensiones o la geometría”. Por otra parte, la especialista en Robust&Advanced Manufacturing en Seat apuntó también que los acabados superficiales “son otra de las dificultades con que nos encontramos con la fabricación aditiva, sería interesante lograr piezas con el grabado superficial incorporado, por ejemplo, o con la estabilidad necesaria cuando se trata de piezas de grandes dimensiones”. Asimismo, señaló la conveniencia de automatizar el posprocesado de las piezas producidas mediante impresión 3D, “ahora es demasiado manual, todavía”.

Concha también expuso su punto de vista sobre el cambio de modelo que supondrá el coche del futuro, “de producto a servicio, implicando muchos cambios, tanto en el propio producto como en el mismo proceso productivo que deberá ser más ecológico, con menos residuos, usando materiales eco…”.

Retando al proveedor

Seat ha puesto en marcha una plataforma online donde, a largo de todo el año, ‘cuelga’ retos en los que pueden participar diferentes empresas, independientemente que sean TIER o proveedores habituales certificados, con el objetivo de “abrir el concepto de caja cerrada que ha sido hasta ahora la empresa”, concluyó Sara Concha.

Alfredo Chaves, director de Product Engineering en Doga Gestió, fue el encargado de dar el punto de vista de la empresa usuaria de múltiples materiales. Y también poner deberes a los asistentes: “En total trabajamos con más de un centenar de tipos diferentes, desde aleaciones hasta Zamak, plásticos… y entre otros requisitos, necesitamos materiales resistentes a la corrosión, estables, ligeros y con muy baja fricción y alta conductividad”. Y todo eso sin perder las prestaciones necesarias para los productos que fabrican en Doga, claro: equipos limpiaparabrisas, depósitos para automoción, motores de CC, sistemas de aire, elevalunas, resortes neumáticos y servicios de estampación.

Otra necesidad derivada de las normativas medioambientales es contar con materiales con un alto porcentaje procedente de reciclado y la garantía de bajas emisiones de CO₂. Retos que vienen a sumarse al hecho de trabajar de manera global: “trabajar en todo el mundo supone usar materiales con diferentes estándares y la necesidad de encontrar equivalentes a la calidad exigida por la empresa”. En este sentido, Chaves insistía en la necesidad de encontrar “proveedores de materiales y de tratamientos de superficie con la calidad requerida”.

En la misma línea se expresó Inés Galdón, responsable de la línea de ingeniería en Protección contra incendios y ecodiseño de Alstom, trabajando principalmente con policarbonatos y poliamidas (termoplásticos y materiales compuestos), además de otros más técnicos para aplicaciones específicas. Galdón comentó que “por temas medioambientales, actualmente los clientes exigen altos valores de reciclabilidad en nuestros productos, también el uso de materias primas procedentes de reciclaje, con bajas emisiones en la fábrica y también en los productos”. Para controlar este proceso, ello Alstom aplicó un software en el que, incorporando los parámetros de diseño, valora la huella ambiental del producto. “Con los resultados extrajimos 5 conclusiones sobre los factores que más inciden en el impacto ambiental y así lo transmitimos a nuestros proveedores”:

• El consumo energético, por ello apuestan por materiales más ligeros.
• El uso de sustancias limpias, en base a la normativa REACH, pero autocensurándose determinadas sustancias que dentro de cierto tiempo saben que estarán prohibidas.
• Bajo nivel de ruido, tanto en el interior como en el exterior.
• Bajas emisiones en el aire, lo que afecta especialmente a los revestimientos, que emiten partículas al aire, pero también a los materiales usados en las pastillas de freno.
• La gestión de vida del producto, en relación a la reciclabilidad y la recuperación de los materiales.

“El reto de Alstom es que para 2050, el AVE sea totalmente reciclable”. Sin embargo, hoy todavía usan materiales con muy buenas propiedades ignífugas... “¡que no son reciclables!” pero que sí cumplen con la normativa EN-45545-2 muy restrictiva en cuanto a propagación de llama, opacidad y toxicidad. “Requerimientos que extrapolamos a nuestros proveedores en función de la aplicación de los materiales, por que no es lo mismo el techo o la pared que un asiento”, puntualizó. Y precisamente la inversión en I+D de la compañía va en la línea de desarrollar materiales con el mayor índice de reciclabilidad, despertando el interés de los asistentes.

Cerró la jornada Anna Casals, responsable de I+D+i en Celsa Group, empresa dedicada a la transformación del acero y fabricante de acero estándar para la construcción, con la planta de Santander destinada a proveer al sector de la automoción. Una empresa que ha sabido reinvertir en los recursos generados, abriendo nuevas instalaciones e innovando en un mundo en el que, en palabra de Casals, “cuesta mucho incluso automatizar un proceso”.

Sin embargo, en los últimos tiempos han puesto en marcha un proyecto de I+D, Ingenium, que supone un reto para la sociedad y al que se pueden presentar desde empresas hasta emprendedores o startups. Un programa que logró el premio Advanced Factories en 2017, además. “Está abierto a todo el mundo y a modo de ejemplo, recordar que los retos del último año fueron en relación al ahorro energético, la trazabilidad, la automatización, el ‘smart steel’ y la economía circular”.

Casals repasó uno por uno los retos lanzados, comentando las aportaciones recibidas. Así, el reto de ahorro energético iba en la línea de desarrollar un proceso de menor coste y mayor sostenibilidad y que la vez permitiera recuperar la energía liberada, reduciendo también las emisiones. En cuanto a la trazabilidad, estaba directamente relacionada con la cadena de producción y el control del estado del producto en todo momento. La automatización de procesos es otro reto para industrias como Celsa. “Es necesario robotizar las plantas, automatizar al máximo las tareas de mayor riesgo”. En cuanto al ‘smart steel’, Casals expuso que el objetivo era “mejorar el comportamiento de los aceros, no incorporar funcionalidades, por ejemplo, desarrollando materiales aditivados para reducir la corrosión”. Y finalmente, en relación a la economía circular, se trataría de “minimizar y valorizar los residuos que derivan de su producción, dándoles una nueva vida”.

Retos en definitiva más que adecuados para la audiencia de las Inmersiones estratégicas que vienen organizando cada año el clúster MAV.