Metalurgia Ikerketa Zentroa

  • 27 de septiembre de 2021

Metal eraldatze prozesuen hibridazioa funtzio anitzeko metalezko osagarrien fabrikazio adimentsua bultzatzeko

IMAGINE proiektuaren lantaldeak, AZTERLAN Metalurgia Ikerketa Zentroa, BRTAko kidea, buru dela, galdaketa, forja, estanpazio, fabrikazio gehituko eta soldaketa prozesu hibridoak garatuko ditu geometria konplexudun eta ezaugarri espezifikoak dituzten osagarriak garatzeko, kostu konpetitiboekin eta automobilgintza, hegazkingintza eta oil&gas bezalako sektoreentzako.

Fabrikazio teknologien eboluzioak, material berrien garapenaren eskutik, posible egiten du funtzio anitzeko osagarrien sorreran aurrera egitea, gero eta diseinu konplexuagoekin eta ezaugarri aurreratuekin, pisua arintzera eta iraunkortasuna luzatzera zuzenduta. Honela, fabrikazio prozesuen garapenean inpaktu zuzena dauka industria eta ekonomia efizienteagoak, iraunkorragoak eta lehiakorragoak sortzen.

Osagarri baten fabrikazioa lantzen denean, bere funtzionaltasunaren arabera eta bete behar dituen ezaugarrien arabera, fabrikazio teknologiarik egokienak baloratzen dira eraldatze prozesuaren bateragarritasuna eta eskaintzen dituen ezaugarrien arabera. Fabrikazio teknologia bakoitzak bere abantailak eta desabantailak dauzkala kontuan hartuta, diseinuaren parametro kritikoen eta osagarriaren ezaugarri optimoen arteko konpromisorik handiena eskaintzen duen teknologiarik aproposena aukeratzen da, fabrikazio kostua arrazoi erabakigarria izanik.

Egungo fabrikazio teknologiek aurkezten dituzten mugak gainditzeko helburuarekin, eta hauen arteko sinergiak aprobetxatuta, IMAGINE proiektuak balio gehitu handiagoko soluzio teknologikoak eskaintzea dauka helburu metalezko osagarrientzako eta hauen eraldatze prozesurako, gutxienez bi eraldatze teknologia hibridatuta.

AZTERLANeko ikerlari eta IMAGINE proiektuaren koordinatzaile Ana Isabel Fernández doktorearen hitzetan, “prozesuaren hibridazioaz ari garela, teknologia hibrido batek eskaintzen duen emaitza bere oinarrian dauden teknologiek eskaintzen dutena baino hobea izan behar duela esan nahi dugu. Horrez gain, ezin dezakegu hibridazioa material-anitzeko osagarrien fabrikazioarekin nahastu”. Honela, IMAGINE proiektuaren baitan “fabrikatu nahi dugun osagarriaren funtzio-anitzeko gaitasuna hobetu nahi dugu, prozesuaren malgutasuna handitu eta kostuen zein materialen erabilera gutxitu”.

Euskal industrian erreferente diren fabrikazio teknologia helduen eta berritzaileen arteko hibridazioa

Euskadiren kasuan, “metalen eraldaketa pisu hadiko industria da guren ekonomian, non galdaketak, forjak eta estanpazioak (soldaketa bidezko uztarketarekin batera) presentzia zabala duten. Heldutasun handiko teknologiak dira, zeintzuei arrakastatsuki gehitu zaien fabrikazio gehitua, forma desberdinetan”.

Fernandez doktoreak azaldu duenez, hibidatzeko teknologien eta hauen konbinazioen arteko aukeraketa, proiektuaren lehen pasu kritikoa izan da, baita berauetatik espero diren emaitzak definitzea ere. Azkenean, “4 lan-lerro zehaztu ditugu, paraleloki 4 lan-talde espezializatuk garatuko dituztenak, bakoitzak bere helburu espezifikoak izango dituelarik”:

  • Galdaketa prozesua + Fabrikazio gehitua (hari bidezko laserra eta WAAM): tamaina handiko propietate pertsonalizatudun edo eta funtzionaleko piezak fabrikatzeko malgutasun handiagoa lortzeko helburuarekin (aluminiozko aleazioak).
  • Forja prozesua + Fabrikazio gehitua (LMD eta SLM), zeinak diseinu malgutasuna, forjako erresistentzia handiko oinarri komunak erabilita, eta adizio bitartez funtzionalitate desbedineko piezen bariante desberdinen diseinua zabaldu nahi dituena hegazkingintzako osagarri kritikoetan (superaleazioak).
  • Laser bidezko soldaketa (LMW) eta embutizioa /estanpazioa, zeinaren helburua den pieza ultra-arinak garatzea barne zein kanpo nerbaturekin, T eran soldatuta metal xaflengan, enbutizioaren aurretik. Horrez gain, solape bidezko solsadura errefortzuak ere aztertzen ari dira (altzairua + aluminioa).
  • Hidrosolidotze prozesua (galdaketa prozesu berritzailea) + Forja, non helburua den forjako pausoak ekiditea near-net-shape galdatutako piezak forjatzeko sekuritateko pieza bati eskatzen zaizkion ezaugarriak emateko (aluminiozko aleazioak).

Imagine Hidrosolidificacion. Ablation technology

Molde betetzea aluminio hidrosolifikazio prozesu bidezko galdaketan AZTERLANen egoitzan

Kasu guztietan, IMAGINEren ikerketa taldearen helburua da test erako piezen eta erakusgarrien diseinuan, fabrikazioan eta ikerketan aurrera egitea. Pieza hauek garatuko diren teknologia hibridoen bitartez fabrikatuko dira. Horrez gain, lantaldeak teknologia hauen bitartez fabrikatuko diren piezen ikerketan, simulazioan, prototipatzean, sahiakuntzan eta balidatzean ere zentratuko dira. “Garrantzitsua da kontuan izatea hibridazio eszenatoki batean ez daukagula aplikatu daitekeen erreferenterik ez materialen jokaeraren inguruan eraldatze prozesuan zehar, ez osagarrien erabilerako-jokabideaz; beraz, ikerketan zehar bete beharko dugun ezagutza hutsune handi bat daukagu aurrean”. 

IMAGINEren lantaldea 4 zentro teknologikok, 2 unibertsitatek eta B+Gko 2 enpresa unitatek osatzen dute, zeinak berezitasun esparru osagarrietan artizen diren, erreferente direlarik Euskadiko fabrikazio aurreratuko teknologietan: BRTAko kide diren AZTERLAN (proiektuaren liderra), CEIT, LORTEK eta TEKNIKER, EIPC RESEARCH CENTER eta FUNDACIÓN CIE I+D+i enpresa unitateak, EHUko Ingeniaritza Mekanikoko departamentua eta MGEPeko Materialen Konformatze Prozesu Aurreratuen Ikertektea Taldea. Proiektuak Kontrasterako Industri Komite baten kolaborazioa ere badauka, non EAEko fabrikazio alorrean erreferente diren eta hibridatuko diren teknologietan esperientzia eta gaitasun handia duten enpresak diren.

Bi urte iraungo dituen proiektua izanik, IMAGINE Manufacturing for Intelligent Industry (industria adimentsu baterako fabrikazio teknologia hibridoak) proiektua Eusko Jaurlaritzaren Industria Departamenduak diruz lagundutakoa da Elkartek Programaren bitartez (esparru estrategikoetan ikerkuntza kolaboratiboa bultzatzea helburu duena) KK-2021/00120 erreferentziapean. Proiektu hau apustu estrategikoa da kide guztientzako: “guztiz lerrokatuta gaude IMAGINEk izango dituen ematzek eskain diezazkiguketen garapen teknologikorako eta aplikaziorako potentzial esanguratsuarekin”.