Aidimme y Meltio crean por primera vez en España implantes biomédicos de titanio con tecnología de hilo de soldadura por láser
Este proyecto de investigación, formado por un consorcio de distintas entidades, investiga los diferentes usos y aplicaciones de implantes biomédicos con titanio, del tipo Ti64-ELI, gracias a la tecnología única de impresión 3D de metal aportada por la multinacional española con sede en Linares, Meltio. La principal novedad destaca en que por vez primera en España se está investigando las aplicaciones que pueden crearse con este titanio en piezas impresas en 3D por tecnología de hilo de soldadura, que a diferencia de otras tecnologías como el polvo metálico para crear piezas en 3D es mucho más eficiente, con procesos menos contaminantes y que generan menos residuos de material en su manipulación, con lo que contribuye a reducir la huella de carbono de esta tecnología.
El proyecto de investigación Atila está financiado por el Ministerio de Ciencia e innovación y la Agencia Estatal de Investigación para Proyectos en Líneas Estratégicas del Plan Estatal de Investigación Científico, Técnica y de Innovación 2021-2023, en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia. Está formado por un consorcio multidisciplinar liderado por Aidimme con la participación de la fundación de investigación del Hospital General Universitario de Valencia FIHGUV, el grupo de investigación de Aplicaciones del láser y fotónica de la Universidad de Salamanca ALF Usal y la multinacional española de soluciones de fabricación aditiva de metal Meltio.
El proceso de fabricación aditiva de deposición directa de metal por láser (DED-LB/M) puede construir piezas con la adición de materia prima en forma de polvo o de alambre. Las ventajas de la tecnología DED-LB/M con alambre incluyen un proceso de contaminación más bajo que cuando se usa polvo, una buena tasa de deposición, un relativo bajo costo y un alto uso de la materia prima (cerca del 100%). Cuando se trabaja con polvo éste puede reutilizarse, pero debe controlarse su composición química la cual varía tras su uso.
Un tema muy importante en este proceso es la interacción del metal con el oxígeno, que puede ocurrir en materiales altamente reactivos como el titanio.
Durante un proceso de fabricación aditiva existe una tendencia a captar oxígeno por parte del metal debido al aumento de temperatura durante la fusión y posterior deposición de capas sucesivas; el contenido de oxígeno no debe superar el límite máximo establecido en las normas de referencia para implantes UNE-EN ISO 5832-3:2017 (Implantes quirúrgicos. Materiales metálicos. Parte 3: Aleación forjada a base de titanio, aluminio 6 y vanadio 4, con un valor máximo de oxígeno de 0,2% para Ti6Al4V grado 5 y 0,13% de porcentaje de oxígeno para Ti6Al4V ELI, un límite de oxígeno más estricto en la norma de referencia ASTM F136-21).
El uso de gas de protección de forma coaxial a la fusión es característica de la tecnología DED -que va creando la pieza fundiendo el material metálico sólido a un estado líquido creando la pieza capa a capa con la impresora 3D de Meltio- para garantizar una gran eficiencia de deposición de material y calidad de impresión.
Sin embargo, debido al gran gradiente de temperatura producido durante el proceso, debe controlarse la microestructura del material y sus propiedades mecánicas para poder cumplir con las especificaciones más restrictivas.
En el marco del proyecto Atila, se ha desarrollado e integrado un prototipo basado en tecnología DED-LB/M que está recibiendo sus últimas mejoras en 2024. Específicamente, el nuevo proceso va a permitir controlar mejor los gradientes térmicos para poder asegurar una metalurgia adecuada a las exigentes normas que aplican para el procesado de Ti6Al4V ELI.
Imagen de miembros la Universidad de Salamanca (Usal), la fundación de Investigación del Hospital General Universitario de Valencia (FIHGUV) y de Aidimme durante la reunión técnica para observar el prototipo Atila fabricando demostradores en Ti6Al4V.
Durante el pasado mes de Junio de 2024 se realizó una reunión técnica del Proyecto en las instalaciones de Aidimme donde investigadores de Aidimme, Usal (Universidad de Salamanca) y la FIHGUV de Valencia se reunieron junto con Meltio para conversar acerca de las normativas, los posibles candidatos de implantes a fabricar y la simulación numérica en desarrollo por parte de la Usal, objetivos del proyecto Atila.
Aidimme es un Instituto Tecnológico que, además, está registrado como Agrupación Empresarial Innovadora (AEI), siendo una asociación independiente, cuyo fin es contribuir a incrementar la competitividad de las empresas, fundamentalmente en el ámbito del diseño y desarrollo de producto, materiales innovadores, procesos avanzados y sostenibles de aprovisionamiento, fabricación, logística, distribución y servicios, tal y como se indica en sus Estatutos.
La capacidad de adaptación de la Asociación en los últimos cuarenta años ha sido básica para el mantenimiento de su objetivo de incrementar la competitividad de las empresas. Con ellas, Aidimme ha ido modificando su modelo de negocio, desde un modelo más vertical orientado a sectores concretos a un modelo más abierto como la actual economía, donde se amplían y se redefinen los sectores objetivo, siendo estos: mueble, hábitat y edificación; metalmecánico y bienes de equipo; automoción y transporte; madera, metales y otros materiales; bienes de consumo, etc., sectores que están incluidos en el ámbito de los planes estratégicos regionales RIS3 (Estrategia de Especialización Inteligente en Investigación e Innovación).
