Aplicación del mes: tanque a presión de titanio impreso en 3D por consorcio de Corea del Sur
Una alianza de empresas e instituciones de investigación líderes en Corea del Sur ha dado un paso significativo en el desarrollo de tecnologías espaciales avanzadas. En el proyecto participan el Instituto de Tecnología Industrial de Corea (KITECH), el Instituto de Investigación Aeroespacial de Corea (KARI), KP Aero Industries, AM Solutions y la Universidad de Hanyang. Juntos han trabajado en un proyecto de desarrollo altamente innovador para la fabricación aditiva de contenedores de alta presión de titanio. Componentes esenciales en cohetes portadores y satélites. El equipo logró demostrar la viabilidad de un tanque de titanio impreso en 3D.
El objetivo del proyecto era demostrar la viabilidad y la resistencia en condiciones realistas de un tanque impreso en 3D. El tanque a presión de titanio mide 640 mm de diámetro y tiene una capacidad de 130 litros. Para probar el rendimiento en condiciones extremas, el tanque se congeló y se sometió a una prueba de presión criogénica, con resultados impresionantes. El tanque resistió una presión de 220 bares y una presión de prueba de 330 bares a una temperatura de -196 °C. Se trata de la primera prueba exitosa a nivel mundial de un tanque a presión impreso en 3D en condiciones tan extremas.
La prueba de presión criogénica (izquierda) y una prueba de presión a temperatura ambiente (derecha)
DED y dos semiesferas
KITECH asumió la responsabilidad del proceso de fabricación aditiva. Se utilizó la tecnología DED (deposición de energía directa), en la que el material, en este caso, el titanio, se aplica capa por capa mientras se va fundiendo. La fabricación consistió en dos semiesferas de titanio que, tras un tratamiento térmico y un mecanizado precisos, se soldaron para formar un tanque monolítico. Gracias a la supervisión en tiempo real, se pudieron implementar con precisión rutas de deposición optimizadas, lo que fue clave para lograr la precisión geométrica y la integridad mecánica deseadas.
La fabricación aditiva ofrece ventajas decisivas sobre los procesos convencionales, especialmente en el caso del titanio. Los métodos de producción clásicos sufren de escasez de materiales para moldes, limitaciones de diseño y altos costos. Aquí, la impresión 3D permitió superar esas limitaciones, con ventajas como una mayor eficiencia de los materiales, libertad de diseño y un considerable ahorro de costes.
Las semiesferas se fabricaron mediante DED y finalmente se soldaron.
La importancia del tanque de titanio para la astronáutica
Los depósitos o tanques a presión son componentes esenciales en los viajes espaciales. Almacenan combustibles líquidos y contienen gases que se utilizan para el control de la posición y la altitud de las naves espaciales. Las aleaciones de titanio son especialmente adecuadas debido a su alta resistencia, peso ligero y estabilidad a bajas temperaturas, pero hasta ahora han sido difíciles de fabricar. El proyecto demuestra que los componentes impresos en 3D cumplen con estos requisitos.
El Dr. Lee Hyup de KITECH KAMIC enfatiza: “Estas pruebas demuestran que las estructuras de fabricación aditiva de gran formato pueden soportar de manera confiable las condiciones criogénicas y de alta presión que simulan las condiciones reales de operación. Lo que sienta las bases para el amplio uso de la impresión 3D en la industria aeroespacial”.
Kim Hyun-joon, del Instituto de Investigación Aeroespacial de Corea, también ve el futuro prometedor: “Continuaremos trabajando juntos para llevar a cabo pruebas de presión cíclicas a presiones operativas y buscar más certificaciones para la aeronavegabilidad espacial”.
El equipo de investigación
Este proyecto marca un hito importante en el desarrollo de sistemas espaciales seguros, eficientes y orientados al futuro, y destaca el gran potencial de la impresión 3D en la fabricación industrial de componentes críticos. Puedes encontrar más información AQUÍ.
¿Qué opinas del tanque de titanio impreso en 3D? impresión 3D titanio Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook, LinkedIn y Youtube. ¿Te interesan las últimas noticias sobre la impresión 3D aeroespacial y de defensa? Haz clic aquí. Sigue toda la información sobre impresión 3D en nuestra Newsletter semanal.
*Créditos de todas las fotos: KITECH
