La manufactura aditiva, comúnmente conocida como impresión 3D, ha transformado el panorama de la fabricación en diversas industrias, desde la automoción hasta la aeroespacial y la médica. A diferencia de los métodos tradicionales de fabricación, como la mecanización o la fundición, que requieren la eliminación de material para crear una prenda, la manufactura aditiva construye objetos capa por capa a partir de un diseño digital. Este enfoque no sólo permite una mayor flexibilidad en el diseño, sino que también reduce los residuos de material, acelera los tiempos de producción y facilita la personalización de productos. Además, la capacidad de producir geometrías complejas que antes eran imposibles o costosas de fabricar ha abierto nuevas posibilidades en el desarrollo de productos innovadores. En este contexto, la manufactura aditiva se presenta como herramienta clave para la innovación y eficiencia en la producción moderna.
Desde hace más de 15 años, la Fundación Centro CIM, más conocida como CIM UPC, ha estado trabajando en el desarrollo de las tecnologías de manufactura aditiva, bien desarrollando tecnología propia, bien incorporando tecnología disponible. Y dentro de estas tecnologías, en los últimos dos años se ha reforzado en los campos de mayor crecimiento, y también más prometedores, como son los de la impresión 3D metálica. La capacidad de usar aleaciones metálicas avanzadas, como acero inoxidable, titanio, aluminio y cobre, ha permitido la creación de componentes con propiedades específicas que cumplen con los rigurosos requisitos de industrias como el aeroespacial, automotriz, energética y médica. Además, esta tecnología reduce los desperdicios de material y puede optimizar los diseños para maximizar el rendimiento de las piezas, incluso en estructuras internas complejas. Gracias a la manufactura aditiva, se abren nuevas posibilidades para la fabricación de piezas ligeras, resistentes y de alto rendimiento, reduciendo al mismo tiempo los plazos de producción y costes asociados con métodos convencionales.
Las tecnologías que incorpora CIM UPC son las conocidas como "Direct Energy Deposition" (DED), y las de "Powder Bed Fusion" (PBF). En la primera, se puede utilizar, entre otros, un arco eléctrico o una fuente láser como fuente de calor para fundir el hilo metálico de aportación. CIM UPC ha desarrollado una tecnología con arco eléctrico TIG y con aplicación de doble hilo metálico, lo que aumenta el rendimiento del proceso en un factor 2 o permite fabricar aleaciones in situ a voluntad. La otra tecnología, adquirida en este caso, es de MELTIO M600, en el que se utiliza un cabezal láser azul, que permite una mayor absorción energética de los metales que presentan problemas de absorción de la radiación láser (como aluminio y cobre). En el caso de la tecnología PBF, se ha adquirido una SAMYLABS ALBA300. En este caso el material de partida es pulso de tamaño muy fino, del orden de 20 micrómetros, el cual va sinterizando por aplicación directa de una fuente láser, y todo ello en un ambiente de atmósfera protegida de Argó.
CIM UPC pone estas tecnologías a disposición de las empresas para llevar a cabo proyectos demostradores, proyectos de testaje tecnológico, y proyectos de viabilidad técnico-económica, acompañando, en el caso de los metales, de todas las capacidades de caracterización mecánica y microestructural que la propia Universidad Politécnica de Cataluña puede ofrecer. En la misma página web de CIM UPC se puede encontrar la forma de contactar con nosotros.www.cimupc.org
La viabilidad futura de la manufactura aditiva es muy prometedora, especialmente con los avances tecnológicos que ocurren en este campo. A medida que la impresión 3D madura, se espera que juegue un papel cada vez más importante en varias industrias. Algunas razones clave algunas ya enunciadas para apoyar esta viabilidad futura son:
1. Innovación en materiales: La investigación y desarrollo de nuevos materiales, incluyendo metales, plásticos y compuestos avanzados, amplían continuamente las posibilidades de la manufactura aditiva. Los materiales metálicos, en particular, están mejorando en cuanto a sus propiedades mecánicas, térmicas y de resistencia, abriendo la puerta a aplicaciones críticas, como componentes para la industria aeroespacial, médica y de defensa.
2. Personalización y diseño complejo: La capacidad de fabricar geometrías complejas y personalizadas que no son posibles con métodos tradicionales está llevando la manufactura aditiva a sectores en los que la personalización es esencial. Esto se refleja en la creación de prótesis personalizadas, piezas de repuesto en la industria automotriz y piezas de aeronaves más ligeras y resistentes.
3. Eficiencia en la producción: A medida que las tecnologías de impresión 3D mejoran, los tiempos de producción se acortan y la fabricación de piezas se hace más eficiente, lo que puede reducir los costes operativos. La manufactura aditiva también permite la producción "bajo demanda", lo que disminuye la necesidad de mantener inventarios grandes y reduce los residuos de materiales.
4. Sostenibilidad: La reducción de desechos y de la huella de carbono es una de las principales ventajas de la manufactura aditiva. Dado que la fabricación es aditiva (se añade material en lugar de sacarlo), el uso de materiales es mucho más eficiente. Además, algunas investigaciones están explorando el uso de materiales reciclados, lo que podría aumentar aún más la sostenibilidad de ese proceso.
5. Desarrollo de nuevas aplicaciones: La manufactura aditiva está permitiendo la creación de productos completamente novedosos que no podrían ser fabricados mediante métodos convencionales. Esto abarca desde estructuras ligeras y optimizadas hasta dispositivos con características muy específicas, como porosidad controlada o estructuras internas complejas para mejorar la eficiencia de los componentes.
6. Automatización y Digitalización: A medida que la manufactura aditiva se integra con tecnologías como la inteligencia artificial, la automatización avanzada y el análisis de datos, será más fácil optimizar los procesos de producción y adaptarlos a distintas demandas del mercado , mejorando la rentabilidad y la competitividad.
En resumen, la manufactura aditiva tiene un futuro brillante y parece estar en el camino correcto para convertirse en una tecnología esencial en la fabricación moderna, especialmente cuando se trata de la producción de prendas metálicas y personalizadas. desafíos, como la mejora de la velocidad y la calidad en grandes volúmenes de producción, la tendencia hacia su adopción en sectores industriales clave sigue creciendo, lo que garantiza un impacto duradero y transformador en la manufactura global. Y CIM UPC está aquí para acompañar a las empresas en la introducción de estas tecnologías que han llegado para quedarse. diversas iniciativas de las administraciones públicas, ofreciendo asesoramiento personalizado a las empresas.
Dr. José María Cabrera
Director General Fundació Centre CIM