Un nuevo material para imprimir piezas que soportan altas temperaturas y que se puedan utilizar, por ejemplo, en la industria nuclear. Este es uno de los últimos frutos de los investigadores del centro avilesino de la Fundación Idonial. El proyecto Desarrollo de Materiales y Protocolo de Caracterización Integral para la Fabricación Aditiva forma parte del Programa Asturias 2018-2020, que nutre de ayudas económicas a centros tecnológicos y de apoyo a la innovación en el Principado.
La búsqueda de nuevos materiales metálicos para la impresión de componentes a escala industrial es uno de los focos de investigación de Idonial, el centro tecnológico resultante en 2019 de la fusión de los centros ITMA y Prodintec. “Hay muchos materiales para tecnologías convencionales de fabricación metálica (aceros y aluminios para moldeo o forja, por ejemplo), pero para impresión 3D no llegan a una docena los materiales metálicos. Es necesario ampliar esa gama para llegar a nuevas aplicaciones, para construir otro tipo de piezas”, explica Miguel Varela, técnico de I+D especialista en fabricación aditiva (la fabricación mediante impresión 3D pero con material metálico en vez de plástico y a nivel industrial).
En ese contexto se enmarca el proyecto Desarrollo de Materiales y Protocolo de Caracterización Integral para la Fabricación Aditiva, que contó con la colaboración de Arcelor-Mittal. El plan tenía dos objetivos principales. Por un lado, el desarrollo de un protocolo de caracterización completa del proceso de fabricación aditiva, orientado al comportamiento del material y abarcando todo la cadena productiva (desde la materia prima, el polvo metálico que se utiliza como ingrediente para la impresión, hasta la pieza final).
El segundo objetivo ha sido el desarrollo de nuevos materiales para fabricación aditiva (PBF-LB) para componentes que trabajen a elevada temperatura y del sector nuclear. Para alcanzar estos objetivos ha sido necesario desarrollar innovadoras técnicas de caracterización de la materia prima y el material impreso. Así mismo, se implementaron métodos para incorporar diferentes partículas que actúan sobre el material impreso, de manera que se obtiene un producto nanoestructurado con un comportamiento mejorado a elevada temperatura.
“Teníamos en mente un material metálico que se ha diseñado en concreto para reactores de fusión nuclear (Eurofer 87). Estudiamos la posibilidad de desarrollarlo hasta poder imprimirlo”, explica Varela.
El proceso comienza con la fundición del lingote, con el que se mezclan aleantes. El siguiente paso es la atomización, a través de la cual se consigue un polvo metálico de entre 10 y 15 micras. Ese polvo es el material que se utiliza como materia prima para imprimir después las piezas y componentes.
“Hemos conseguido tener ese material y fabricar componentes que pueden ir destinados a sectores energéticos que demanden piezas que tengan que soportar altas temperaturas, como puede ser el sector nuclear. La otra pata del proyecto ha consistido en entender con claridad el proceso de fabricación y generar un protocolo de caracterización”, concluye Varela. En Idonial tienen la receta para culminar el proceso, desde la materia prima hasta el producto final, y consiguiendo la calidad requerida en cada caso.
