Tecnología y equipamiento para la Impresión 3D, Fabricación Aditiva - TD21

WOMEN IN 3D PRINTING DEPOSICIÓN DE ENERGÍA DIRECTA (DED) Y FABRICACIÓN HÍBRIDA DE PIEZAS GRANDES Elena López estudió Ingeniería Química en la Universidad de Valladolid en España y en la Friedrich-Alexander- Universitat Erlangen-N'rnberg en Alemania. Después de centrarse en las tecnologías de Deposición Química en fase Vapor (CVD), se trasladó a las tecnologías de impresión y fabrica- ción aditiva ya en 2014. Es jefa del Departamento de Fabricación adi- tiva del Centro de Fabricación aditiva de Dresde (AMCD) en Fraunhofer IWS, y dirige un gran consorcio llamado Agent-3D con más de 100 empresas involucradas. Nos presenta la depo- sición metálica directa y fabricación híbrida de grandes piezas, de gran aplicación en sector Ferroviario, tam- bién en Espacio y en utillaje industrial de gran tamaño. La deposición de metal por láser (en inglés, laser powder cladding) ofrece, por un lado, la posibilidad de producir estructuras ligeras complejas ahorrando recursos y con bajos costes de fabrica- ción, y por otro lado, la oportunidad de sustituir grandes componentes fabri- cados por otros métodos tradicionales. En aplicaciones ferroviarias, por ejem- plo, se llegan a obtener reducciones de peso del 10 al 15%. La fabricación aditiva, a diferencia de las técnicas de mecanizado tradicio- nales, permite producir piezas con geometrías complejas y formas orgáni- cas. Mediante el uso de herramientas digitales de optimización topológica se persigue el aligeramiento estructural manteniendo las funcionalidadesmecá- nicas de la pieza diseñada. Los procesos basados en lecho de polvo, como por ejemplo la fusión selectiva por láser (SLM) o la fusión por haz de electrones (EBM), se utilizan con frecuencia para la producción de componentes con topología optimizada para aplicacio- nes aeroespaciales. Sin embargo, estos procesos tienen ciertas limitaciones. Por un lado, está el tamaño máximo de impresión (0,8 x 0,4 x 0,5 m). Por otro lado, la velocidad de impresión es relativamente baja (hasta 120 cm³ / h), lo que se traduce en tiempos de fabricación largos para piezas gran- des. Por lo tanto, estos procesos se han considerado hasta ahora tecnologías de nicho en industrias enfocadas en reducción de peso, como la automo- ción o la aeronáutica. Sin embargo, la presión actual para la conservación de los recursos y la eficiencia de cos- tes está obligando a estas industrias a implementar diseños enfocados en la reducción de peso; a agrupar funciona- lidades de componentes individuales en componentes integrales más gran- des; con tecnologías más competitivas. El proyecto de investigación ‘Topogross’ tiene como objetivo contribuir significa- tivamente al desarrollo de la fabricación aditiva para piezas grandes y, por lo tanto, a poner los conceptos novedosos de construcción ligera a disposición de las aplicaciones industriales. Un ejem- plo de esto es la fabricación aditiva mediante deposición de metal por láser (DED) de elementos de refuerzo optimizados topológicamente para los segmentos de la pared lateral de los vehículos ferroviarios. En este caso, se espera lograr una reducción signi- ficativa en el tiempo de fabricación y el uso de material en comparación con la tecnología de fabricación tra- dicional. En definitiva, estos ejemplos sirven para estimular la adopción de la fabricación aditiva como suplemento económicamente viable a procesos de producción en serie. Los conceptos de diseño constructivo ligero mediante proceso de soldadura por láser se han utilizado en la cons- trucción de vehículos ferroviarios desde finales de los noventa. El espesor de los elementos de refuerzo y la chapa exterior puede ser reducida gracias a las juntas estrechas y la menor ener- gía transferida durante el proceso de soldadura por láser en comparación con los procesos de soldadura tradi- cional (ejemplo: MAG). FABRICACIÓN ADITIVA POR DEPOSICIÓN DE METAL EN FRÍO, TECNOLOGÍA MELD MELDManufacturing Corporation, ubi- cada en Virginia (EE UU), es propietaria de la tecnología MELD, fabricante de las impresoras MELD y proveedora de servicios relativos a sus productos, y está dirigida por la CEO Nanci Hardwick. MELD es un método sin fusión para la impresión de piezas metálicas a gran escala, y es una de las tecnologías más nuevas e innovadoras introduciéndose en el mercado de fabricación aditiva. El proyecto de investigación ‘Topogross’ tiene como objetivo contribuir significativamente al desarrollo de la fabricación aditiva para piezas grandes. 33