Tratamiento rápido mediante fusión de alto rendimiento
La fabricación aditiva (AM), en la que se construye una pieza capa a capa a partir de un archivo de diseño elaborado informáticamente, ofrece varias ventajas en comparación con las técnicas de conformado estándar. La AM permite fabricar piezas con una forma cercana a la definitiva, así como minimizar el consumo energético, tiempo y residuos materiales de la fase de post-producción. Además, este proceso resulta especialmente valioso para producir geometrías complejas con gran precisión. La fabricación aditiva basada en fusión por haz de electrones (FHE) permite fabricar piezas con rapidez en un lecho pulverulento dentro de una cámara de vacío a partir de la fusión secuencial de capas de polvos utilizando un haz electrónico. Su baja velocidad, combinada con el coste de capital de los equipos, la convierten en una opción cara para la producción a gran escala de componentes aeroespaciales a base de una aleación de titanio. El proyecto FASTEBM, financiado con fondos europeos, aceleró el proceso gracias a una potente pistola de haz de electrones y su respectiva tecnología de control de procesos. El modelado y la simulación resultaron esenciales para el éxito del proyecto. El equipo de trabajo desarrolló un modelo del proceso EMB adecuado para simulaciones 2D a fin de adaptarlo a simulaciones 3D, para lo cual empleó un modelado de elementos finitos de la pistola de electrones a fin de incrementar la potencia del haz, aspecto fundamental para aumentar la velocidad de procesado. Uno de los socios del proyecto realizó ensayos de procesos industriales con el prototipo, obteniendo unos resultados que han cristalizado en el registro de una marca para la tecnología EBM. Las simulaciones permitieron al equipo científico de este proyecto identificar una ventana de proceso para obtener mayores velocidades de procesamiento así como conseguir una inflamación y porosidad bajas y adecuadas al proceso de fabricación. Los investigadores de este proyecto también desarrollaron un modelo de coste del proceso, cuya aplicación apuntó a un descenso potencial del 54 % en el precio de venta de componentes aeroespaciales de titanio en comparación con los métodos de procesamiento convencionales gracias al ahorro en costes de producción, lo cual tendría un efecto notable en la posición competitiva de los fabricantes de componentes aeroespaciales de la Unión Europea, muchos de los cuales son pequeñas y medianas empresas. El proyecto FASTEBM ha desarrollado, mediante la utilización de software de control y modelos de proceso, el prototipo de un aparato EBM de gran rapidez y precisión que posibilitará la producción a gran escala de componentes de titanio para fuselajes. Con un mayor desarrollo, esta tecnología se adecuará a muchas piezas y procesos asociados a la AM, lo cual resultará beneficioso para la economía de la Unión Europea.
Palabras clave
Aeroespacial, producción a gran escala, fabricación aditiva, fusión de haz de electrones
