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Impresión 3D con celulosa: el futuro del aislamiento eléctrico

Una nueva línea piloto demuestra la fabricación eficiente y basada en el diseño de componentes de aislamiento eléctrico a base de celulosa gracias a la impresión 3D.

Cambio climático y medio ambiente
Tecnologías industriales

La creciente necesidad de disponer de procesos de fabricación sostenibles y eficientes en la industria europea de los aislantes eléctricos ha llevado a buscar nuevas tecnologías basadas en combustibles no fósiles para los componentes de aislamiento. Una materia prima utilizada habitualmente para estos componentes es la celulosa, el material básico estructural de las paredes celulares de las plantas y el más abundante de todos los compuestos orgánicos naturales de la Tierra. La celulosa es un material forestal renovable que actualmente se utiliza principalmente en aplicaciones a gran escala como el papel, los envases y los textiles. Las ventajas que ofrece el uso de la celulosa en la fabricación de componentes de aislamiento provienen de su gran pureza, su resistencia y su larga vida útil a la temperatura de funcionamiento. Sin embargo, la fabricación con celulosa tiene sus inconvenientes, ya que es muy laboriosa, consume muchos recursos, tiempo y energía, y consta de múltiples pasos. Además, el proceso de fabricación de componentes de aislamiento conlleva la creación de cientos o incluso miles de moldes para la amplia variedad de componentes presentes en el mercado.

Ventajas de la impresión 3D

La solución a este problema llega en forma de impresión 3D con celulosa, proceso que elimina por completo la necesidad de utilizar moldes, a la vez que reduce considerablemente el número de pasos necesarios en la producción. Teniendo en cuenta estos beneficios, el proyecto financiado con fondos europeos NOVUM está creando una nueva línea piloto para una fabricación rápida y basada en el diseño de componentes avanzados de aislamiento eléctrico a base de celulosa. Según el sitio web del proyecto, la línea piloto mejorará considerablemente la eficiencia, la productividad y la flexibilidad. Además, la sustitución de las operaciones manuales por fabricación automatizada reducirá un 40 % el tiempo de trabajo, un 60 % los residuos, un 20 % el consumo de energía y un 40 % los costes de explotación.

Propiedades de los materiales a base de celulosa

Los materiales de celulosa desarrollados en el proyecto no contienen aditivos derivados del petróleo y son totalmente de origen biológico. Tal y como se indica en un artículo publicado en el sitio web 3DPrint.com los materiales termoplásticos «contienen derivados de celulosa, polvos de celulosa y plastificantes de origen biológico». A pesar de que su contenido de celulosa es hasta un 60 % superior al del material comercial de referencia, su «material presenta unas propiedades de resistencia iguales o incluso mejores». Además, «al cambiar los componentes de las formulaciones o la proporción correspondiente de los distintos componentes», los materiales pueden adaptarse para satisfacer las necesidades de aplicaciones específicas. Aparte del aislamiento eléctrico, el proyecto NOVUM (Pilot line based on novel manufacturing technologies for cellulose-based electrical insulation components) también tiene como objetivo demostrar el proceso de fabricación por adición para materiales a base de celulosa de las industrias náutica y automovilística, indica el artículo. «Para la industria náutica, el caso de uso sería un proceso completamente nuevo: la impresión a demanda de elementos decorativos exteriores para cruceros. En cuanto a la industria automovilística, la principal motivación es la sostenibilidad a la que contribuye significativamente el hecho de sustituir los materiales a base de combustibles fósiles por los de origen biológico». El proyecto NOVUM, que se inició en octubre de 2017, se encuentra actualmente en su cuarto año y finalizará en marzo de 2022. Para más información, consulte: Sitio web del proyecto NOVUM

Palabras clave

NOVUM, celulosa, aislamiento eléctrico, impresión 3D, fabricación

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