Ficha del Reto Innotransfer
Prioridad AVI del Reto
Título del reto
Necesidad a resolver
El imponente avance de los procesos de fabricación aditiva en metal está provocando el desarrollo de materiales diseñados específicamente para estas aplicaciones. Estos materiales suelen obtenerse de material virgen y preparados por diferentes procesos para que sean compatibles con tecnologías de aplicación concretas (normalmente procesos de el SLM (Selective Laser Melting) o EBM (Electron Beam Melting).
Pero hay una línea de desarrollo muy importante en la utilización de virutas de metal provenientes de mecanizado, para su reacondicionamiento como material para fabricación aditiva, en un ejemplo virtuoso de economía circular.
Si tomamos el ejemplo del titanio, donde su alto valor y propiedades en campos de alto valor añadido como el aeroespacial y la medicina, se observa que hay cada vez más investigaciones para que la industria que procesa piezas de titanio por arranque de viruta (generalmente CNC), pueda valorizar su subresiduo para estas aplicaciones mediante determinados tratamientos o cambio las condiciones operacionales, consiguiendo de este modo un modelo de economía circular. Ver como prueba del interés de este tipo de iniciativas los diferentes proyectos de investigación que se están desarrollando en este campo, tanto en publicaciones científicas como por ejemplo “Sustainable Recovery of Titanium Alloy: From Waste to Feedstock for Additive Manufacturing” o incluso proyectos como “ECOTITANIUM”, e incluso empresas que ya están tratando de ofrecer este tipo de productos como Iperionx o GE Additive, entre otras.
La primera necesidad a resolver sería realizar el estudio de viabilidad técnica y rentabilidad económica de otros materiales menos exigentes, pero más abundantes, como el acero, acero inoxidable, aluminio y latón, sin dejar de lado el titanio.
La viabilidad técnica determinaría el método y energía necesarios para obtener un producto utilizable en impresión 3D.
A partir de los datos técnicos, se obtendría la viabilidad económica.
En definitiva, es una línea de trabajo en la que las empresas que mecanizan este tipo de materiales pueden tener una oportunidad única de participar en la tendencia de atrapar el valor de sus residuos y diversificar sus métodos de fabricación hacia la producción aditiva. Pero para que este uso sea posible, hay que desarrollar acciones concretas en los sistemas de mecanizado y valorización, que es el foco en el que la empresa tiene interés.
Requisitos de la solución
Los materiales quedan a definir entre aceros, aceros inox, aluminios, titanios y bronces según viabilidad técnica y rentabilidad económica.
El objetivo es fabricar piezas en estos materiales por medio de fabricación aditiva (impresión 3D), a priori junto a la máquina de molienda, para reducir los tratamientos requeridos de envasado y transporte, reduciendo a su vez la huella de carbono de todo el proceso (economía circular).
La empresa está interesada en identificar:
1 – Valoración inicial del potencial de la viruta de diferentes materiales metálicos con alta susceptibilidad de ser valorizados como materia prima para la fabricación aditiva (acero, acero inox, aluminios, titanios y bronces, etc.)
Cambios que se deben implantar en sus procesos de fabricación de arranque de viruta para que el desecho generado tenga una mayor capacidad para poder ser utilizado en la fabricación de material para fabricación aditiva y si es posible al lado de los procesos de mecanizado con arranque de viruta. Con estimación de Capex y Opex. Por ejemplo, la obtención de residuo limpio mediante el mecanizado con gas.
2 – Procesos que son necesarios para producir a partir de estas virutas materia compatible con la fabricación aditiva, por ejemplo, atomización por gas, molienda, refinamiento, aditivos, etc. y de esta forma mejorar la calidad del polvo reciclado para obtener una mejor fusión en la fabricación aditiva.
3 – Usos en los que este material puede ser utilizado. Previsión de mercados de destino de este tipo de polvo. Compatibilidad en uso sanitario o en qué mercados concretos.
Perfil del colaborador buscado
Grupos de investigación con amplia experiencia en los procesos de arranque de viruta y, en especial, en el conocimiento de los materiales comerciales que se utilizan para la impresión 3D, así como los procesos de preparación de polvos para la generación de materiales metálicos para fabricación aditiva, los procesos de fabricación aditiva con metales y, por último, que sean conocedores de los requisitos para el uso de este tipo de materiales en aplicaciones dentro del mercado aeroespacial y médico.
Empresas y centros tecnológicos y de investigación han de operar en este mercado con alto contenido de I+D+i, tanto proveedores de polvos, como fabricantes de maquinaria, como empresas y centros. En especial empresas que diseñen/fabriquen/comercialicen piezas o productos producidos con fabricación aditiva o susceptibles de se reproducidos (pistolas, componentes complejos de metal, etc.) para que validen el uso de estos polvos, y empresas que operen en el mercado de reciclado de metales con alto conocimiento de los usos y mercados de destino.
Plazo deseado de la solución
