La fabricación aditiva requiere el conocimiento de los especialistas en polvos

La impresión 3D industrial — también llamada fabricación aditiva o generativa — sigue ganando importancia rápidamente. Surgen nuevos campos de aplicación, el desarrollo de materiales y la optimización de procesos avanzan constantemente. Muchos de los materiales utilizados aquí son en forma de polvo y requieren, en su fabricación, aseguramiento de calidad, procesamiento y logística, el conocimiento especializado de los expertos en polvos. Su foro de innovación es la feria principal de polvo, granulados y gránulos a granel POWTECH, que este año se celebra del 30 de septiembre al 1 de octubre de 2020 en Nuremberg como una edición especial. Con un concepto adaptado en el contexto de los efectos mundiales de COVID-19, la edición especial de POWTECH de este año se centra en la transferencia de conocimientos — entre otros temas, sobre impresión 3D.

La creación rápida de prototipos, es decir, la construcción de modelos visuales y funcionales, fue el origen de la fabricación aditiva. La ventaja decisiva — la reducción de todos los tiempos de ciclo desde el desarrollo del producto hasta la introducción en el mercado — permitió que esta tecnología se incorporara a la producción en serie. La personalización sin problemas de productos o la integración de funciones adicionales se logra en menor tiempo y con menores costos. La fabricación aditiva ofrece a las empresas una oportunidad sobresaliente para diferenciarse de la competencia, actuar con mayor rapidez y producir de manera más eficiente en recursos.

El método de fabricación ya ha sido adoptado en muchas industrias. Ofrece nuevas posibilidades tanto en áreas exigentes como la atención médica, la automoción y movilidad, o la aeroespacial, como también en mercados masivos como estilo de vida y bienes de consumo, o producción e industria. El enfoque siempre está en diferenciarse mediante impresión 3D industrial y mantenerse a prueba de futuro.

20 institutos forman una alianza para la fabricación generativa

Optimizar la compleja variedad de esta tecnología de fabricación innovadora es la tarea de la alianza Fraunhofer «Fabricación Generativa», fundada para ello. Integra veinte institutos Fraunhofer en Alemania, que — enfocados en temas de investigación como materiales, tecnología, ingeniería, calidad y software & simulación — abordan la temática de la fabricación aditiva. Así representan toda la cadena de procesos.

La investigación en materiales proporciona respuestas a las preguntas actuales en los ámbitos de energía, salud, movilidad, tecnologías de información y comunicación, así como en construcción y vivienda. Los materiales modernos ligeros ahorran costos y energía, las microceldas de combustible cerámicas alimentan dispositivos electrónicos, y los nuevos materiales provenientes de materias primas renovables alivian el medio ambiente. En el área de fabricación aditiva, los institutos de la alianza se concentran en los siguientes materiales:

- Metales — aceros, titanio y aluminio
- Cerámicas — óxidos, carburo, silicatos y cerámicas bioactivas
- Plásticos — polímeros y materiales termoplásticos

Los polvos metálicos, cerámicos y poliméricos sirven directamente o incorporados en filamentos como materia prima para la mayoría de los procesos de fabricación aditiva. Su morfología y composición influencian no solo la procesabilidad durante la fabricación, sino también las propiedades de los componentes finales. Como base para nuevos productos innovadores y para optimizar procesos de fabricación aditiva, el Instituto Fraunhofer utiliza tecnologías para adaptar los materiales en polvo a los procesos de fabricación y las propiedades del producto. Para ello, los materiales en polvo se recubren con una capa delgada mediante deposición física en fase vapor (PVD) o deposición por capas atómicas (ALD). Dependiendo del material de la capa, se pueden abordar diferentes funciones. Por ejemplo, el material de la capa se utiliza para aleaciones microaleadas de polvos metálicos, con el fin de optimizar propiedades críticas del material (propensión a grietas, ductilidad, etc.). También se puede aumentar significativamente la fluidez, permitiendo procesar polvos que tienden a aglomerarse fuertemente. Además, se puede ajustar la conductividad eléctrica del polvo — y, por ende, de la pieza final — así como mejorar su resistencia a la corrosión. Los desarrollos futuros, por ejemplo, se centran en la deposición de capas duras delgadas que abren nuevas posibilidades para el desarrollo de materiales. También se trabaja en escalar la producción a volúmenes mayores para facilitar la implementación industrial.

Además, la alianza Fraunhofer para la fabricación generativa ofrece materiales personalizados para aplicaciones específicas, procesos individuales y cadenas completas de procesos — también considerando tecnologías convencionales.

Edición especial POWTECH 2020: Networking seguro

La feria especializada POWTECH ofrece a los especialistas en industrias de procesos y a los ingenieros que apuestan por la tecnología futura de fabricación aditiva o generativa, el entorno ideal para la transferencia de conocimientos, desde el análisis de partículas hasta las etapas clave del proceso de mezcla, tamizado, separación y clasificación, hasta temas relacionados con la dosificación de polvo, almacenamiento y logística de polvo. También se muestran soluciones para la descontaminación de polvos metálicos en POWTECH. La edición de este año, en respuesta a los efectos globales de la pandemia de COVID-19, se centra especialmente en la transmisión de conocimientos. El corazón de la edición especial de POWTECH son los foros especializados, que se realizan en dos pabellones de la feria, teniendo en cuenta todas las medidas de seguridad. La exposición complementaria permite a todos los expositores presentar sus innovaciones de manera eficiente y atractiva. Los conceptos de stands predefinidos y las áreas de reunión amplias garantizan el cumplimiento de todas las normas de higiene y seguridad. Algunas partes del programa técnico estarán disponibles en línea para los participantes después del evento.