Técnica y Tecnología

FABRICACIÓN AVANZADA 25 tica del proceso de aporte por láser depende de los materiales empleados (principalmente de los parámetros de absortividad y conductividad térmica), pero que también depende en gran medida de las condiciones bajo las cuales se realiza el proceso de aporte, es decir, parámetros y estrategias del proceso. Con el objetivo de poder cuantificar y mejorar la eficiencia energética del proceso, se ha instalado un medidor de potencia Fluke-1732 en el genera- dor láser, que permite monitorizar en todomomento el consumo energético del mismo. Basándose en los datos adquiridos a través de este dispositivo, se ha realizado un estudio del proceso donde, además de realizar una caracte- rización del material aportado en base a los parámetros geométricos de los cordones depositados, se ha incluido el concepto de eficiencia energética. En la siguiente ecuación se muestra el valor del consumo energético por gramo de material aportado o eficien- cia energética (CE), en función de la potencia láser (P), velocidad de avance del cabezal (F) y la tasa de aporte (M), obtenida a partir de un set de ensayos experimentales como el mostrado en la figura 15 y un análisis estadístico de sus resultados. CE=8136,09-1,41·P+0,36·F-740,89·M (1) Gracias a esta herramienta, se ha podido establecer que el caudal másico del material de aporte es el parámetro más relevante desde un punto de vista de impacto medioam- biental y que, tal y como se muestra en la figura 16, un incremento del mismo implica una mejora en la eficiencia del proceso. Otro de los campos en los que se está trabajando es en la aplicación de los conceptos de Industria 4.0 que tan relevantes se han vuelto en los últimos años. La fabricación digital y la Industria 4.0 están influen- ciando de manera notoria el clima Figura 15. Evolución de la energía del haz láser durante el proceso de FA. industrial. Estas herramientas tie- nen como objetivo transformar los entornos de producción en sistemas inteligentes, logrando un alto grado de automatización que permita una toma de decisiones autónoma basada en información adquirida en tiempo real. De esta forma, el sistema de control necesita alimentarse de la información proporcionada por sensores que detectan cambios en el entorno de producción. Es esta nece- sidad de adquisición de información en tiempo real, la que ha motivado la integración de herramientas de senso- rización en componentes y procesos de fabricación. Un ejemplo de ello es la sensoriza- ción de troqueles de estampación Figura 16. Instrumento para la medición del consumo energético (Fluke-1732) y Superficie de Respuesta para el consumo energético de la FA en función de la potencia del láser y caudal másico para una velocidad de avance de 600 mm/min-1. en procesos de conformado. Una de las variables más relevantes en el proceso de estampación en caliente es la temperatura en la superficie de estampación ya que, por una parte, condiciona las propiedades mecánicas finales del componente estampado y, a su vez, permite pre- decir la vida útil del troquel en sí mismo. Sin embargo, hoy en día, la sensorización de estas herramientas es marginal, ya que la integración de sensores de temperatura en útiles de estampación en caliente mediante procesos de fabricación convencional es poco viable, especialmente en las regiones de interés. No obstante, los procesos aditivos han irrumpido en la industria de fabricación aportando, entre otras cosas, una gran libertad