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AZTERLAN incorpora capacidades de fabricación aditiva de moldes y machos de arena para su actividad investigadora

La nueva infraestructura, que formará parte de la Unidad de Tecnologías Avanzadas del Centro, permitirá a AZTERLAN reforzar su oferta de I+D para fundición, así como sus capacidades en el campo del desarrollo de prototipos experimentales de diseños complejos y nuevos materiales. Esta infraestructura se complementa con otras capacidades del Centro dedicadas a la caracterización de arenas, el desarrollo de nuevas estrategias de fabricación de moldes de arena y la fusión de materiales metálicos.

La impresión 3D de arena ofrece importantes ventajas relacionadas con la flexibilidad de diseño, permitiendo crear moldes y/o machos con geometrías extremadamente complejas y eliminando la necesidad de disponer de modelos físicos (utillajes) de las diferentes partes de las piezas para conformar la forma del molde/macho. En esta tecnología aditiva, la resina líquida se aplica de forma selectiva sobre una fina capa de arena (previamente activada), realizando la deposición capa a capa mediante inyección de la resina reactiva en todas las zonas definidas por el CAD. Se trata de un importante campo de trabajo para seguir avanzando en el desarrollo de nuevos diseños de componentes complejos, sistemas innovadores de alimentación y llenado o en la trazabilidad y digitalización de los procesos de moldeo y solidificación, entre otros.

La nueva infraestructura científico-tecnológica para el desarrollo de moldes y machos de arena permitirá a AZTERLAN reforzar su labor de I+D mediante la fabricación de moldes innovadores y, con ellos, componentes metálicos avanzados con mayor funcionalidad permitiendo ampliar sus conocimientos y potenciar sus capacidades en el diseño y desarrollo de nuevas soluciones. Estas nuevas capacidades ofrecerán, asimismo, un importante respaldo a su actividad de desarrollo y fabricación de prototipos experimentales de diseños novedosos y materiales especiales aportando una mayor flexibilidad y agilidad a los equipos de investigación del Centro.

Estas nuevas capacidades permitirán a AZTERLAN ampliar su oferta de soluciones innovadoras para el sector de la fabricación aditiva de moldes y el de la fabricación por fundición, así como para diferentes sectores cliente entre los que destacan el de automoción (incluyendo motores de combustión y E-mobility), hidráulico, aeroespacial, reciclaje y de reutilización de arenas de fundición.

Entre las líneas de investigación que AZTERLAN prevé reforzar gracias a esta novedosa infraestructura destacan las siguientes:

  • Diseño y fabricación de geometrías de piezas muy complejas mediante fusión en moldes/machos de arena con formas no conseguibles por sistemas tradicionales de fabricación
  • Diseño y fabricación de piezas aligeradas y/o con conceptos bio-inspirados y/o reticulares mediante fusión en moldes/machos de arena con formas no conseguibles por sistemas tradicionales de fabricación
  • Diseño y fabricación de piezas fundidas capaces de sustituir a conjuntos actualmente ensamblados
  • Fabricación de moldes para inserción de todo tipo de sensórica con el objetivo de monitorizar en tiempo real el proceso de llenado, solidificación, deformación de geometrías, planitud, generación de gases, etc. de las piezas fundidas
  • Sistemas de predicción de defectos relacionados con el proceso de llenado y alimentación de piezas fundidas, así como provenientes de la generación de gases en el molde.
  • Nuevas estrategias de posicionamiento de piezas en los moldes para conseguir optimizar el rendimiento molde/metal y reducir el consumo energético y de materiales, así como minimizar defectos de deformación y con ello reducir creces de mecanizado acercando las dimensiones de las piezas fundidas a las geometrías finales post-mecanizado.
  • Nuevas estrategias de sistemas de llenado de piezas fundidas que minimicen problemáticas generalizadas de inclusiones en piezas
  • Nuevas estrategias de sistemas de alimentación que reduzcan el tamaño de las mazarotas y permitan incrementar el rendimiento molde/metal.
  • Estrategias de fabricación de piezas fundidas con sistemas de refrigeración incorporados
  • Estrategias de fabricación para el control de la velocidad de enfriamiento (“engineered cooling”) de las piezas fundidas con el objetivo de conseguir propiedades mecánicas optimizadas
  • Estrategias de sustitución de arenas ya utilizadas en un nuevo uso reduciendo con ello el vertido a vertedero como residuo, favoreciendo la economía circular, mejorando la eficiencia del reciclado y reduciendo el impacto ambiental
  • Explorar las ventajas del uso mixto de sistemas de fabricación aditiva y convencional para conseguir piezas de geometrías aún no existentes
Infraestructura completamente equipada y complementaria con otras capacidades avanzadas de AZTERLAN

Esta nueva capacidad para la fabricación de moldes mediante tecnología 3D contará con instalaciones completamente equipadas que albergarán, entre otros, una máquina de impresión 3D, un equipo mezclador y sistema de suministro y cribado de arenas así como zonas de curado, desempaquetado, limpieza y manejo de moldes.

Célula de moldeo de arena

Célula de moldeo de arena (fuente: https://www.voxeljet.com/)

Esta nueva capacidad tecnológica se complementa con otras capacidades de AZTERLAN para la caracterización de arenas física, química y mecánicamente, la fusión de materiales metálicos y el atomizado de polvos metálicos. Además, AZTERLAN cuenta con laboratorios de caracterización y ensayo completamente equipados que permiten verificar las propiedades de las piezas desarrolladas.

Esta nueva infraestructura se encuentra parcialmente financiada por la Diputación Foral de Bizkaia a través del Programa Transferencia Tecnológica 2023 (Línea 2: Subvenciones para la dotación de infraestructuras de investigación y para pruebas y experimentación).

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