IMPRESIÓN 3D EN METAL 50 Figura 3. Posición del sector aeroespacial con respecto a la complejidad geométrica de las piezas y la personalización. En la figura 2 se muestran dos ejemplos de componentes aeroespaciales producidos mediante procesos de fabricación aditiva metálica. En ambos casos el material empleado es la aleación base Níquel Inconel 718 y se han realizado en el marco del proyecto de investigación Elkartek Imagine (KK-2021/00120) financiado por el Gobierno Vasco. En todo caso, ambos procesos tienen cabida en el sector aeroespacial, y así lo demuestran las tendencias de mercado, ya que la industria aeroespacial es la que mayor tasa de crecimiento ha reportado en los últimos años en lo que a implementación de procesos de fabricación aditiva se refiere. OPORTUNIDADES Y RETOS DE LA FABRICACIÓN ADITIVA EN EL SECTOR AEROESPACIAL Desde una perspectiva general, las principales ventajas de la fabricación aditiva son (i) el incremento de la eficiencia del material, (ii) la capacidad de fabricar componentes con alta complejidad geométrica, (iii) la posibilidad de implementar estrategias de personalización aún en producción seriada, y (iv) la agilización de la cadena de suministro. Estas oportunidades de la fabricación aditiva están totalmente alineadas con los requerimientos de la industria aeroespacial, donde la tendencia actual es hacia la optimización geométrica de los componentes, que resulta en un incremento de su complejidad, y a la capacidad de personalización. De esta forma, el potencial impacto de la fabricación aditiva en la industria aeroespacial es innegable (Figura 3). Una demanda que prevalece en el sector aeroespacial y que permanece inalterable a lo largo de los años es la necesidad de reducir el peso de los componentes. La principal motivación de esta tendencia es la mejora de la eficiencia energética de las aeronaves, con el fin de reducir el consumo de combustible y las consiguientes emisiones. Lógicamente, y de forma paralela, hay que mejorar la fiabilidad de los componentes y respetar los criterios que velan por la seguridad y el correcto funcionamiento de las aeronaves. Es por esto que en el sector aeroespacial se emplean materiales altamente sofisticados que tienen una relación resistencia-peso muy alta, como pueden ser las aleaciones de titanio. Por otra parte, se requiere de materiales que además de ser altamente fiables y resistentes, no se degraden al operar a altas temperaturas, por ejemplo, las aleaciones base níquel. Este tipo de materiales tienen un coste alto, con lo que maximizar su utilización es uno de los retos de la industria, para reducir los costes de operación. En este sentido y debido a su naturaleza, los procesos de fabricación aditiva permiten un mejor aprovechamiento del material. En la industria aeronáutica se emplea la ratio buy-to-fly para cuantificar este aspecto. Este parámetro relaciona el peso de la materia prima requerida para la fabricación con el peso del componente que finalmente vuela. En el sector aeronáutico es habitual toparse con ratios buy-to-fly de hasta 40:1 en fabricación por medios convencionales, mientras que la fabricación aditiva permite reducir este parámetro a, virtualmente, 1:1. Otra estrategia para la reducción de peso de los componentes aeronáuticos es la optimización de la distribución Figura 2. Orejetas de Inconel 718 para carcasa de turbina producidas mediante fabricación aditiva. (a) Fusión de Lecho de Polvo (b) Deposición de Energía Focalizada. Foto: cortesía de Lortek y de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU).
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