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Exmet y las ventajas de los metales amorfos en la fabricación aditiva

Publicado el marzo 4, 2021 por Alicia M.

En ocasiones, la fabricación aditiva de metal puede encontrarse con una serie de obstáculos en el proceso de producción de ciertas piezas. Ya vimos cómo un estudio analizó la fractura de metales en la impresión 3D debido a los llamados “microvacíos”. Además, la manufactura con metal también encuentra fallos cuando las estructuras son cristalinas. Para ello existen los llamados metales amorfos, que ya vimos cómo se utilizaron en otra ocasión para el desarrollo de guitarras eléctricas. Los beneficios de este tipo de metales son muchos, y una empresa dedicada a este tipo de materiales es Exmet Amorphous Technology. Para conocer más sobre su actividad y las ventajas que aportan los metales amorfos a las empresas de la industria, nos reunimos con su actual director ejecutivo.

3DN: ¿Puedes presentarte y contar tu primer acercamiento a la impresión 3D?

Mi nombre es Tomas Hjort y desde el 1 de enero soy nuevo director general de la empresa sueca Exmet Amorphous Technology. Soy ingeniero mecánico y durante los últimos 20 años he iniciado y participado en muchos proyectos empresariales dentro de la automoción y otros segmentos de la industria. Mi primer contacto con la impresión 3D fue hace varios años. Consistía en la fabricación de un prototipo para un componente de vehículo y, como para muchos otros, las grandes posibilidades de la tecnología me fascinaron por completo.

Exmet

Tomas Hjort

3DN: ¿Cómo surgió la idea de crear Exmet?

Exmet fue fundada por un pequeño equipo de investigadores e ingenieros suecos hace algunos años. Nos dimos cuenta de que la impresión 3D industrial podía utilizarse, no solo para crear diseños y geometrías avanzadas, sino también para revolucionar la comercialización de un «supermetal». Este supermetal, conocido como “metal amorfo”, tiene propiedades sobresalientes en comparación con los metales convencionales.

El gran potencial de los metales amorfos se conoce desde hace décadas. Pero el crecimiento del mercado y el desarrollo de la tecnología siempre ha estado limitado por la falta de métodos de fabricación relevantes. Solo se han podido producir piezas muy delgadas y pequeñas. Con el avance y la innovación patentada de Exmet, esto cambia por completo. La tecnología 3D industrial ofrece la posibilidad de producir, no solo componentes metálicos amorfos, sino por primera vez componentes de cualquier tamaño, forma y grosor.

3DN: ¿Qué son los metales amorfos?

La estructura atómica de la masa fundida metálica siempre está desordenada, «amorfa». En un proceso de enfriamiento tradicional de líquido a sólido, la estructura atómica se transforma lentamente de amorfa a cristalina. Sin embargo, si el proceso de enfriamiento es lo suficientemente rápido, la estructura amorfa permanece durante la solidificación. La estructura de metal amorfo carece de los defectos y granos que caracterizan las estructuras cristalinas convencionales. Estos defectos tienen un impacto negativo significativo y directo sobre las propiedades mecánicas y electromagnéticas del material. Los metales amorfos están libres de defectos cristalinos y presentan nuevas y revolucionarias propiedades a las que los materiales convencionales nunca pueden acercarse.

Exmet

Proceso de enfriamiento de un metal amorfo.

La gran dificultad para obtener una estructura amorfa está en los componentes más grandes con métodos de fabricación tradicionales (como la fundición). El enfriamiento del núcleo será mucho más lento que en la superficie y, como resultado, el núcleo cristalizará. Utilizando la fabricación aditiva, las limitaciones de tamaño tradicionales se eliminan por completo. Con esta tecnología, los diseños de metal se construyen capa por capa hasta obtener el grosor y la forma deseados. Así, cada capa es lo suficientemente delgada como para permitir un enfriamiento rápido y, por lo tanto, una estructura amorfa.

3DN: ¿Por qué es importante que una empresa invierta en metales amorfos? ¿Cuál es su principal valor agregado frente a otros metales del mercado?

Los metales amorfos impresos en 3D poseen una serie de propiedades mecánicas y magnéticas revolucionarias que son muy atractivas para casi todas las industrias. Los diseños ahora se pueden hacer más pequeños, más fuertes, más ligeros y resistentes. Permite ahorrar costes y mejorar la eficiencia del proceso. Además, los metales amorfos tienen una resiliencia mucho mayor que el acero y otros metales cristalinos. La resiliencia es la combinación de fuerza y ​​elasticidad, es decir, la capacidad del material para almacenar energía mecánica. La alta resistencia de los metales amorfos permite diseños extremadamente ligeros. La superficie también es muy dura y, por lo tanto, resistente al desgaste y a la corrosión.

Las propiedades magnéticas superiores, con una permeabilidad y resistividad muy altas, los hacen muy adecuados para todas las aplicaciones magnéticas, como motores eléctricos, transformadores y otros componentes electrónicos de potencia. Las pérdidas disminuyen y la eficiencia general aumenta significativamente. Los metales amorfos también son muy interesantes para algunos mercados de consumo. La alta reflectividad y la superficie «libre de rayaduras» los hacen óptimos para relojes, joyas y otras aplicaciones similares.

Exmet

Pieza impresa en 3D con la tecnología de Exmet

3DN: ¿Puede hablarnos de la ExMet AM²? ¿Cómo una empresa puede beneficiarse de su implementación?

ExMet AM² es el nombre de la tecnología de fabricación aditiva de Exmet que permite la fabricación de componentes metálicos amorfos. ExMet AM² se puede implementar en máquinas estándar y no requiere un hardware adicional. Con ExMet AM² y nuestro polvo de metal optimizado, una empresa que ya trabaja con impresión 3D de metal está lista para comenzar y producir componentes de metal amorfos en sus propias máquinas. Para diseños y procesos complejos, Exmet ofrece soporte de aplicaciones, así como servicios de creación de prototipos.

3DN: ¿Cuáles son vuestros socios y clientes actuales?

Exmet ha estado desarrollando la tecnología durante algunos años y ahora está lista para su plena comercialización. Varios socios y clientes comprometidos han estado estrechamente involucrados en el desarrollo y la industrialización, como ABB, VOLVO Cars y Heraeus. En cuanto a todas las innovaciones frontales, la cooperación con las principales universidades e institutos es fundamental. La Universidad de Uppsala, Swerim, KTH y Chalmers en Suecia, así como la Universidad de Saarland en Alemania, son algunas con las que hemos tenido la gran oportunidad y el placer de trabajar. Los inversores estratégicos clave de Exmet son AM Ventures (propiedad de EOS) y el fondo Volvo Cars Technology. Su apoyo financiero y técnico ha permitido a Exmet llevar esta tecnología rápidamente desde la idea hasta la comercialización.

Exmet

3DN: ¿Dónde ves a Exmet en 5 años?

Exmet continuará enfocándose en el desarrollo avanzado de nuestras tecnologías patentadas que permiten la fabricación aditiva de componentes amorfos. Nuestros procesos se mejorarán aún más, sobre todo en términos de velocidad, que es esencial. La cartera de productos en polvo crecerá rápidamente y los productos estarán cada vez más optimizados para nuestras aplicaciones e industrias objetivo. En cinco años, las piezas amorfas impresas en 3D serán una tecnología establecida y una alternativa estándar para los ingenieros y la industria de fabricación aditiva.

3DN: ¿Tienes unas últimas palabras para los lectores?

Es un momento desafiante para muchas empresas con la crisis sanitaria actual. Pero hay luz al final del túnel y lo más importante ahora es mantenerse saludable y ser paciente. La fabricación aditiva de metal continuará su crecimiento constante y el metal amorfo será una contribución muy interesante. Puedes encontrar más información en nuestra página web, aquí.

*Créditos de todas las fotos: Exmet

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