El Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia, que está desarrollando futuros conceptos de fabricación, ha conseguido imprimir en 3D un ‘eje inteligente’. Novel es la cadena completa de gestión de procesos en particular: impresión en 3D, tecnología de sensores, transferencia inalámbrica de datos y monitorización de condiciones en el mismo paquete. Los nuevos métodos de fabricación permitirán la creación de nuevos modelos de negocio y proporcionarán una ventaja competitiva en el desarrollo de la IA (inteligencia artificial).
La revolución digital en la tecnología de fabricación reside en la fabricación aditiva, la impresión en 3D de artículos basados en modelos digitales. Esto permite la confección de piezas y una rápida fabricación bajo demanda. La competencia más intensa en el desarrollo tecnológico dentro de este sector se refiere a las soluciones inteligentes. La inversión en I+D está muy extendida, pero pocos han conseguido desarrollar una solución de trabajo en la que los sensores formen parte funcional de una estructura metálica impresa en 3D.
Eje impreso en 3D con elemento sensor y cableado. Foto: Antti Vaajoki, VTT.
La demostración de la idea de VTT mostró que se puede añadir una gama de sensores o identificaciones inteligentes a las piezas metálicas impresas en 3D durante la fabricación, con el fin de realizar un seguimiento del rendimiento y el estado de las máquinas o dispositivos, o verificar la autenticidad de las piezas. “Realizamos una exitosa demostración de componentes inteligentes, en la que exploramos tecnologías potenciales. Durante la fase de fabricación, integramos un acelerómetro y el cableado necesario en un eje de metal impreso en 3D para un rodamiento de fricción. Además, se instaló en el rodamiento un sistema electrónico que permite la comunicación inalámbrica. Pudimos demostrar la fiabilidad de la tecnología de medición del eje y la transferencia de datos en un banco de pruebas de rodamientos. La rápida recopilación y uso de datos precisos aumenta notablemente cuando los datos se transfieren directamente desde el componente a la nube de forma inalámbrica. Esto nos permitirá dar el siguiente gran paso hacia la inteligencia artificial”, afirma Pasi Puukko, jefe del equipo de investigación.
Eje giratorio en el banco de pruebas, electrónica de transferencia de datos inalámbrica en primer plano. Foto: Jari Halme, VTT
El método proporciona al diseñador un grado mucho mayor de libertad en comparación con los métodos de fabricación tradicionales. Por ejemplo, un dispositivo con sensor de desgaste proporciona información actualizada que permite que el mantenimiento necesario se inicie automáticamente, sin interrupciones en la producción.
El método desarrollado tiene una amplia gama de aplicaciones posibles: desde la fabricación de máquinas industriales hasta las industrias de energía, minería y transporte. Los sensores empotrados son ideales para condiciones exigentes, ya que los sensores y el cableado están protegidos en el interior del componente, y el funcionamiento normal no se ve obstaculizado por el cableado externo en las superficies de las estructuras.
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