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La impresión 3D de estructuras aeroespaciales es ahora diez veces más barata

Los ingenieros del proyecto SPECTRAL desarrolló una nueva impresora 3D basada en la tecnología de fabricación con filamento fundido que acelera el proceso de impresión y cuesta diez veces menos que sus homólogos comerciales existentes.

Tecnologías industriales

La fabricación con filamento fundido (FFF) es una de las primeras tecnologías aditivas para fabricar productos, prototipos o modelos 3D. El proceso emplea una boquilla calentada que expulsa plástico fundido y lo deposita en capas finas, una encima de la otra, sobre lecho impreso, formando finalmente la parte impresa en 3D. La FFF podría convertirse en la tecnología de impresión 3D preferida, lo que permitiría reducir los costes y los plazos de comercialización en diferentes sectores. Con todo, hasta ahora no ha recibido el impulso necesario para lograr una industrialización y comercialización revolucionarias, ya que solo puede extrudir material hasta temperaturas de unos 280 °C. Otras impresoras 3D asequibles del mercado están orientadas materiales fotopolimerizados o sinterizados, descartando ciertos polímeros de altas prestaciones como la resina ULTEM (polieterimida) y el PEEK (poliéter-éter-cetona).

Los materiales de altas temperaturas traspasan el límite de funcionamiento de las impresoras 3D

Los termoplásticos de alto rendimiento como ULTEM y PEEK son únicos comparados con otros plásticos impresos en 3D. Su alta resistencia y rigidez, excelente fatiga, resistencia al calor a largo plazo y amplia resistencia química son solo algunas de las propiedades mecánicas que hacen que esta familia de termoplásticos sea muy solicitada para las aplicaciones aeroespaciales. Estos plásticos de ingeniería necesitan temperaturas mucho más altas para imprimir correctamente. Aunque algunos sistemas de impresión 3D por FFF han realizado algunos avances en el procesamiento de materiales con puntos de fusión más altos, estos todavía están en fase beta. La FFF está considerada como la tecnología más prometedora para la impresión 3D de PEEK o ULTEM de bajo coste, pero aún no ha tenido mucho éxito en las aplicaciones aeroespaciales. La industria aeroespacial utiliza actualmente la técnica certificada y de fácil acceso de la fusión de haz de electrones para producir piezas de PEEK impresas en 3D. La inversión en un sistema de fusión de haz de electrones con capacidad para utilizar el PEEK puede alcanzar alrededor de un millón de euros.

Impresión 3D por FFF diez veces más barata

SPECTRAL, financiado por el programa Clean Sky 2 de la Unión Europea, logró desarrollar una nueva tecnología asequible y fiable para la impresión 3D de productos de alto valor añadido. Como parte de la iniciativa Clean Sky 2, la impresora 3D se desarrolló según las especificaciones establecidas por la empresa aeroespacial europea Airbus. Marilys Blanchy, coordinadora del proyecto, comenta: «Dada la gran necesidad de materiales de ingeniería de alto rendimiento, las impresoras 3D de grado industrial no tienen por qué costar cantidades desorbitadas. Nuestra nueva impresora 3D PEEK de grado industrial cuesta diez veces menos que las impresoras comerciales de FFF». El precio es una fracción de lo que cuestan los sistemas de fusión por haz de electrones de grado industrial. Para procesar polímeros de alto rendimiento, la nueva impresora 3D está equipada con una cámara de impresión que puede alcanzar temperaturas de hasta 240 °C. Esta cámara de impresión de alta temperatura minimiza la deformación y garantiza la fusión interlaminar. Además de la excelente relación precio/impresión, el sistema funciona rápidamente e imprime con filamentos no patentados. Los investigadores del proyecto también desarrollaron una base de datos que permite el registro y el seguimiento automáticos de las piezas impresas en 3D. El proyecto SPECTRAL ha brindado a los fabricantes de la industria aeroespacial una tecnología asequible para producir piezas ligeras que contribuyen a reducir el consumo de combustible y, por lo tanto, las emisiones. La nueva impresora es una de las pocas tecnologías de impresión 3D disponibles que garantizan un nivel de calidad aceptable para la industria.

Palabras clave

SPECTRAL, impresora 3D, poliéter-éter-cetona (PEEK), fabricación por filamento fundido (FFF), aeroespacial, polieterimida (ULTEM), haz de electrones, fundición, Clean Sky 2

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