El Centro de Investigación Metalúrgica AZTERLAN ha conseguido fabricar componentes de acero inoxidable con estructuras lattice/reticulares con el fin reducir su peso sin afectar negativamente a las propiedades mecánicas. Las piezas han sido fabricadas en moldes de arena 3D construidos mediante la tecnología Binder Jetting y colados al aire en un proceso convencional.
La fabricación de moldes y machos de arena mediante el proceso de fabricación avanzada Binder Jetting permite generar formas que no son factibles mediante sistemas convencionales de moldeo. En este proceso, se aplica resina de forma selectiva sobre una fina capa de arena realizando la deposición capa a capa, dando lugar a un molde 3D de arena con dureza y acabado superficial similares a las que ofrecen otras técnicas de moldeo.
La principal ventaja que ofrece esta tecnología es la libertad de diseño que, a su vez, abre la puerta a significativas innovaciones tecnológicas ligadas tanto a la geometría de los componentes como de los propios medios de moldeo, como es la configuración de los sistemas de llenado y alimentación.
Basado en esta tecnología, y en el seno del proyecto Ecofast2, dedicado al desarrollo de tecnologías de Fabricación Aditiva, el equipo de Materiales y Procesos Especiales de AZTERLAN ha conseguido fabricar nuevos conceptos de componentes de acero aligerados basados en estructuras lattice/reticulares. Para conseguirlo, el equipo de investigación ha trabajado distintas estrategias ligadas al acondicionamiento de metal y el desarrollo de sistemas de alimentación.
Como explica el investigador de AZTERLAN David García, “en el caso de diseños con entramados complejos y canales finos, como es el caso de las estructuras reticulares, la impresión 3D de arena permite fabricar moldes y machos con total libertad de diseño. Sin embargo, el principal reto tecnológico reside en el llenado de las piezas, es decir, en asegurar que el metal líquido fluya correctamente a través de los canales conectados alimentando las piezas y que estas sigan alimentándose de las mazarotas durante la solidificación”. En caso contrario podrían aparecer en las piezas defectos ligados a faltas de llenado o uniones frías, afectando a las propiedades mecánicas de los componentes.
El equipo de investigación ha fabricado con éxito los primeros demostradores mediante colada convencional. En una nueva fase, los esfuerzos de investigación se orientarán al desarrollo de nuevos conceptos de llenado actuando sobre los sistemas de mazarotas, la distribución de las piezas en el molde, la orientación de los moldes o la incorporación de medios de alimentación forzada, entre otros.
Muestra de componente de acero inoxidable aligerado con estructura reticular fabricado en molde de impresión 3D de arena.
Sobre el proyecto ECOFAST2
«ECOFAST2” se orienta a investigar y generar conocimiento sobre tecnologías de fabricación aditiva metálica más sostenibles, eficientes y productivas para la transformación y generación de una industria con un menor impacto medioambiental y competitiva, mediante el desarrollo de estrategias para impulsar la economía circular y la optimización de los procesos para el incremento de la productividad y la reducción de costes.
- Tecnologías de procesamiento de hilo por fusión basada en deposición directa: Laser Metal Deposition (LMD o DED-LB/M hilo)
- Tecnologías de procesamiento de hilo por Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM o DED-Arc/M)
- Tecnologías de procesamiento de polvo metálico sin fusión basada en lecho de polvo y sinterización: Metal Binder Jetting (BJT/M).
- Tecnologías que implican fusión de polvo: DED-LB/M polvo, laser cladding (para generar recubrimientos), Powder Bed Fusion (PBF-LB/M)
- Otras tecnologías novedosas: Friction Stir Additive Manufacturing (FSAM), Liquid Metal Jetting (LMJ) y Binder Jetting Arena (Lecho de polvo, BJT Arena).
Financiado por el Gobierno Vasco a través de la convocatoria Elkartek (KK-2024/00018) el consorcio de Ecofast está compuesto por los centros tecnológicos miebros del BRTA Lortek (coordinador), Azterlan, Ceit, Ideko, Tecnalia y Tekniker, así como por IMH y UPV/EHU.
El proyecto Ecofast2 Tecnologías de Fabricación Aditiva sostenibles y productivas para la mejora de la competitividad de la industria se encuentra financiado por el Gobierno Vasco a través del Programa Elkartek (KK-2025/00009). El consorcio de este destacado proyecto se encuentra compuesto por los Centros LORTEK (líder del proyecto), AZTERLAN, CEIT, IDEKO, TECNALIA y TEKNIKER, miembros del BRTA, así como por IMH y UPV/EHU.
