Hola a todos mis nombres a Mabel García
y soy profesora del departamento de ingeniería,
de construcción y fabricación en la siguiente presentación,
vamos a comentar las principales tecnologías
de fabricación aditiva.
En aeronáutica vamos a comenzar viendo una pequeña introducción
a estas tecnologías para el sector específico de la aeronáutica,
y vamos a mencionar después las principales tecnologías
de fabricación aditiva para el sector,
con una sala, una algunas aplicaciones,
como se puede ver en la;
en la gráfica se ve la tendencia creciente
que tienen estas tecnologías y el peso que tiene estas tecnologías
en el sector específico aeroespacial,
como se puede ver,
y si es una una tendencia que va creciendo exponencialmente cada año.
La gráfica de la derecha se ve el interés en investigación,
es decir, se ha realizado una una revisión bibliográfica
y dice de que a partir de 2010,
que es cuando se se comercializó la primera impresora
de escritorio que fue entonces más asequible para el gran público
y para los investigadores,
también empezó a investigarse más en este sector.
En tanto en este sector como en en otras,
esta revisión bibliográfica es específica para aeronáutica
y se ve la influencia
que tuvo esa esa comercialización primera de la impresora,
y que el creciente es caen intereses cada vez mayor;
después en esta revisión bibliográfica se se hizo también
una clasificación de las publicaciones por las temáticas
y se ve que las principales áreas en las que se está investigando
en aeronáutica,
en la fabricación aditiva es en el material
con un 30 por 100 en las aplicaciones comerciales con 24 perfil por 100,
pero también hay otras aplicaciones,
como es la fabricación de herramientas
y de y otras tecnologías que sean otras aplicaciones indirectas.
Las principales oportunidades para la implementación
de la fabricación aditiva en la industria aeronáutica
sería los materiales, como hemos estado viendo,
la los productos acabados, como hemos visto
también anteriormente en cuanto a su optimización,
a la customizada acción que permiten estas tecnologías
para adaptarse a situaciones concretas,
a piezas concretas para para determinadas áreas nuevas,
por ejemplo, para algún repuesto y también la manufactura ágil
la fabricación ágil de estos estos elementos,
de esta manera, se puede mejorar.
Están buscando la implementación, mejorar estas características,
la fabricación aditiva, el diseño de la fabricación aditiva
hemos visto que es uno de los grandes impulso de esta
está en este sector porque permite aligerar,
permite aligerar de dos maneras mediante la optimización
de lo que es la pieza,
como por ejemplo la que estamos viendo de optimización topológica
o mediante el diseño del meta material para aligerar este material
y que responda eficazmente a las diferentes condiciones,
ya sea condiciones de temperatura, condiciones de resistencia,
mecánica, etc. Cuando empieza a ser rentable la implementación
de la fabricación aditiva en las piezas del sector aeronáutico
no, no es que se vaya a construir todo.
Con fabricación aditiva las la fabricación tradicional
también tiene su supuesto y va a seguir teniendo su peso,
pero ahí a partir de un punto como se ve en la gráfica.
Cuando la producción, el volumen de la producción es muy pequeño,
entonces sí que empieza a ser rentable,
ya que realizarlo con tecnologías tradicionales conlleva un coste,
empezar a producir esa pieza, cosa que con las fabricaciones,
con la fabricación aditiva no tiene ese coste inicial,
o cuando tenemos unas piezas que son muy complejas,
que como fabricarlas de otra manera sería muy difícil,
o en el caso de piezas muy aligeradas,
o con metan material, pues sería ya inviable.
En cuanto a las tecnologías de fabricación aditiva específicas
para náutica, nos vamos a centrar en las metálicas,
pero veremos que para determinadas, para otras piezas por ejemplo
del interior no sería necesario y que serían de polímero en esta.
Esta estamos viviendo este este eje temporal, y vemos que desde 1983,
que es cuando salió la primera impresora de estéril litografía,
en polímero hasta 1994, no había ninguna tecnología metal,
pero a partir de 1994 ya se puede ver.
Esta.
Este eje cronológico es de las tecnologías
a partir de 1994.
Son todo tecnologías basadas en el metal
y se ve que prácticamente cada año sale una tecnología nueva
de la clasificación de las siete tecnologías principales.
Las que están en verde,
y en rojo serían las que las que trabajan con metal,
pero las que están en rojo realmente son las que se usan
más habitualmente, es decir, de las tecnologías de fdm, o sff,
mejor dicho, las metálicas, serían las que son composites,
es decir, que tienen partículas metálicas,
pero no dejan de tener polímero las de materia del Yeti,
que serían aquellas que tienen aglutinante,
con lo cual no son procesos directos;
luego tienen que pasar un proceso posterior,
para quitar ese aglutinante, las de vender,
y lo mismo también tienen un aglutinante, sin embargo,
las de pago fusilan y las de energía directa
depositada esa.
Se se funde el material directamente,
y no tienen un material adicional.
Esto sería otra clasificación,
atendiendo a los procesos de conformado de estas piezas,
de cómo se van creando, y sé que las más habituales,
las que todas ellas son de, de metálicas de piezas metálicas.
Pero las que más habitualmente se utilizan
serían las que tienen esos procesos de fusión,
es decir el pago fusión y el la deposición
de directa de de energía vamos a verlas a continuación,
que como se puede ver está la categoría que hemos visto,
que serían esas dos principales una que sería por polvo de material
y otra que sería directamente aportando el material y focalizando
la energía para ir solo edificando en ese mismo sitio
la de energía directa.
La que hemos visto
prácticamente estaba medio caballo entre las de fdm,
con el cabeza al que va depositando y las desfavorables;
fusión porque realmente son partículas
que se van depositando o flamenca nunca.
Digo más, se puede ver ahí su categoría,
que es la que hemos visto en esta diapositiva anterior,
pero luego hay muchos nombres adicionales
lo digo porque los podéis encontrar nombres que a lo mejor no atienden
exactamente a esta clasificación que hemos hecho.
Pero por qué?
Porque atienden al nombre comercial
y al nombre patentado de una de una empresa es una de las primas
de las tecnologías, hemos dicho dos tecnologías principales
y vamos a ver sus diferencias y sus aplicaciones.
En la fusión del hecho en polvo
está orientado principalmente a la obtención de piezas completas,
es decir, se obtiene una pieza de cero cómo se obtiene esa pieza,
se se va aquí, se ve que se tiene un tanque de material,
que es un material en polvo
y luego se tiene un láser que hemos dicho
que puede ser de al de electrones
o puede ser un un láser térmico que lo que va haciendo es sol,
edificando el material únicamente en la parte que tiene,
que solidificar luego, pasa otra capa de de polvo metálico y vuelve a hacer
lo mismo hasta que se va constituyendo todo el material.
Luego habría que retirar ese ese material de polvo,
como se puede ver en la imagen.
En este otro caso.
Esa otra tecnología es el grupo de tecnologías de deposición,
de energía dirigida es un cabezal que va dirigiendo la energía
y va depositando material en el punto donde va dirigiendo
la energía.
Es energía, puede ser pueblo de electrones
puede ser por la escuela eléctrico o puede ser mediante un láser,
y la gran ventaja es que puede depositarse directamente
sobre una pieza y acabada.
Con lo cual la principal diferencia es que uno se puede aplicar
por ejemplo para reparaciones, mientras la otra no;
la otra es para, por ejemplo, fabricar directamente el repuesto,
pero no nos reparar en este caso también se puede aplicar
a piezas más grandes, puesto que realmente,
por ejemplo la tecnología de arco eléctrico es una soldadura.
Lo que pasa es que ese control de donde estoy depositando
la energía, pues es un control numérico
que se hace mediante el software de control
de un brazo robótico principalmente se puede ver
que la resolución de las piezas de polvo
es mucho mayor que las de energía directa,
porque precisamente también las del hecho de polvo tienen
unas dimensiones determinadas, no puede exceder esas dimensiones
y sin embargo, hemos visto que las de energía directa,
la deposición de energía focalizada puede ser a grandes piezas
y puede ser in situ y puede ser era sobre piezas
ya configuradas los materiales.
Ahí hay una limitación de materiales o una limitación entre comillas,
porque hay más.
Esta serían las principales aleaciones metálicas,
las que es más
habitualmente se están utilizando ahora mismo en fabricación aditiva,
alegaciones basadas en níquel, en hierro, en cobre y al Estado
lo estáis comprobando,
pero cuál es la principal ventaja de la fabricación aditiva,
a pesar de que a priori esté más limitada
en cuanto a las alegaciones,
que se tiene un mayor control de cómo se va a salir,
edificando el material,
con lo cual se puede controlarla macroestructura
de una forma mucho más completa y más precisa aquí se ve
en esta diapositiva.
La porosidad de los materiales metálicos
en función de la tecnología, y cómo se puede ver para,
para obtener piezas con un una mejor porosidad.
Por eso se opta por las de hecho en polvo,
en lugar de las de fdm o o de las 20 Generating,
porque se obtienen unas piezas de mejor calidad,
y generalmente las piezas metálicas
se utilizan para confines industriales,
que tienen que pasar un proceso de certificación.
Lo que comentaba antes el diseño de materiales
es uno de los principales ejes de investigación.
Actualmente, en el sector aeronáutico,
y a pesar de la limitación de esas aleaciones,
una de las ventajas es que se puede,
mediante esa focalización de la energía,
ya sea por láser o por arco eléctrico.
Se puede controlar la infraestructura en los diferentes puntos
y se pueden entonces optimizar las propiedades de la pieza
en su conjunto.
En cuanto a las aplicaciones,
podríamos destacar dos aplicaciones principales.
Como hemos dicho, el diseño de piezas integrales,
como puede ser el fuselaje,
o puede ser la turbina que se realizaría mediante fusión
del hecho polvo o deposición, de energía,
focalizada según el tamaño de la pieza
la deposición de energía focalizadas y el tamaño es muy grande,
luego tendría que pasar un pueblo ceso posterior de mecanizado
para conseguir una, un acabado óptimo
y otra de las aplicaciones podría ser la reparación de piezas.
Entonces, en la reparación de piezas que se ve
que cuando se hace por ejemplo por arco eléctrico,
luego habría que mecanizar el acabado,
pero lo bueno que tiene es que se puede hacer
sobre la misma pieza in situ.
Entonces,
incluso se podría llevar el equipo a donde estuviera la aeronave,
o la pieza.
En cuestión y reparar ese determinado elemento
sin tener, ni que desmontarla entonces principalmente serían
esas dos aplicaciones y príncipes
y hemos visto las tecnologías con las que se fabrica harían,
pero habría más tecnologías que se podrían aprovechar
en el sector aeronáutico como por ejemplo las tecnologías,
que modo que hemos visto en la presentación
con todas las islas clasificación de tecnologías de polímeros,
ya que también sin conveniente aligerar los interiores
cualquier elemento que se pueda aligerar
en el interior de una aeronave,
lo que se traduce en un menor combustible
para realizar determinado vuelo.
Lo que sigue es importante y ahora mismo se también
es un es una línea de investigación muy importante,
sería la certificación de esos elementos,
porque la fabricación es muy ágil,
pero la certificación no es tan ágil.
Entonces aquí se ven los diferentes niveles
de certificación.
La exigencia de estos niveles
entonces se ve que desde los interiores,
que no tienen tampoco tanta tanta importancia hasta los motores,
que lógicamente tiene una mayor importancia para ello
están los estándares, están aquí están recogidos en el iso,
pero que hay más estándares y principalmente hay una estructura,
que es la que vemos.
En la diapositiva que estarían los estándares,
los generales, como por ejemplo la terminología,
los las vidas de diseño, cómo realizar los diferentes ensayos
y hay artefactos que permitan evaluar las calidades, etc. Por otro lado,
sería la categoría es decir,
específica de un determinado material,
de un determinado tipo o de una pieza
en cuestión de las que hemos estado hablando por ejemplo,
del fuselaje o de la turbina, y luego, por último, ya específico,
de un material, de un proceso, de una aplicación concreta,
etcétera.
Es decir,
que cada vez se va afinando más para certificar determinado elemento
con determinadamente material, elaborado con determinada
equipamiento, para que para que se pueda poner esa fabricación
hace ágil, que se realiza,
que se pueda certificar también de la forma más ágil posible.
Espero haber dado una visión general de las principales ventajas
y tecnologías de la fabricación aditiva en la aeronáutica.
No obstante, quedo a vuestra disposición
para cualquier duda que pueda surgir.
Muchas gracias por vuestra atención.