¿Cómo se utiliza la impresión 3D con materiales de más exigencia en la aeronáutica?

La tecnología de fabricación aditiva se lleva utilizando en el sector aeronáutico desde hace tiempo para aplicaciones de todo tipo: creación de piezas de aviones o helicópteros, fabricación de motores más ligeros y eficientes, turbinas, utillaje y mucho más. El uso de las  impresoras 3D generalmente ayuda a los fabricantes a ahorrar tiempo y dinero mientras crean productos finales, herramientas y prototipos más fuertes y eficientes. De igual forma, este método permite crear geometrías que no serían posibles mediante fabricación tradicional. Además, debido a los crecientes avances en áreas como la investigación de materiales (metales, termoplásticos, cerámicas y compuestos), la impresión 3D en la industria aeronáutica ha crecido enormemente en los últimos años. Este último punto es realmente interesante a la hora de plantearse la adopción de la fabricación aditiva en esta industria.

Hoy en día, los sectores aeronáutico y aeroespacial se encuentran en un momento de evolución y crecimiento constante, debido al continuo trabajo de los ingenieros y expertos por mejorar la eficiencia, seguridad y eficacia de las aeronaves. Pero, ¿qué papel juegan los materiales en este ámbito? La elección del tipo de material que se utilizará es clave en esta industria, donde las posibilidades de fabricación son muy amplias, incluso de piezas finales, siempre y cuando sigan una serie de certificaciones. Para conocer y entender un poco más el tipo de aplicaciones de la impresión 3D en la aeronáutica, según los materiales, vamos a ver algunos ejemplos de casos de éxito llevados a cabo por grandes empresas de la industria.

Créditos: Sicnova

Utilización de materiales avanzados en la aeronáutica

Materiales cerámicos

Unos de los materiales que se están implementando cada vez más en el sector aeronáutico son los materiales cerámicos. A menudo, los profesionales del sector buscan optimizar el rendimiento de estos materiales y sus equipos para explotar las propiedades e imponer nuevos desafíos. De hecho, la empresa ANYWAVES, dedicada al desarrollo de piezas para constelaciones de satélites, recurrió al profesionalismo del fabricante francés 3DCeram, que recientemente anunció su llegada a España a través del distribuidor Sicnova. Así, la empresa pudo proporcionar a ANYWAVES los conocimientos y consejos necesarios a la hora de considerar todos los procesos productivos en su actividad. En concreto, fue gracias al programa 3D-AIM de 3DCeram con el cual ANYWAVES ha conseguido integrar los dispositivos cerámicos en sus piezas finales. El programa consiste en un un soporte personalizado para empresas que quieran cambiar a la fabricación aditiva para sus proyectos aeronáuticos, con el objetivo de optimizar el diseño y reducir el peso de las piezas. La aplicación que han desarrollado es un nuevo concepto de antena cerámica que utiliza la estructura de celosía en Zirconia para conseguir un mejor rendimiento de la radiofrecuencia. Gracias al programa, ANYWAVES pudo cumplir con las exigencias esta industria avanzada.

Materiales compuestos

Otra empresa que ha puesto el foco en el sector aeronáutico es Markforged. El fabricante estadounidense ofrece a las empresas de la aviación un innovador sistema para crear piezas con materiales de alto rendimiento gracias a las propiedades de sus materiales compuestos con refuerzo interno de fibra. Este tipo de materiales son mucho más accesibles a través de la impresión 3D que con la fabricación tradicional. Un ejemplo de las ventajas que ofrece la tecnología en este ámbito es el caso de la Maestranza Aérea de Madrid (MAESMA), perteneciente al Ejército del Aire Español, quienes han integrado la máquina de escritorio Mark Two de Markforged.

Entre las piezas desarrolladas encontramos una llave personalizada para el rotor principal del helicóptero o un utillaje de medición de control de fugas en el tren de aterrizaje del helicóptero, entre otras. Para ello se ha recurrido al material Onyx, conocido por incluir micro partículas de carbono en su composición, que le proporcionan una mayor dureza y resistencia mecánica. Con estas soluciones, Markforged está impulsando la definición de nuevos estándares y certificaciones para aumentar la integración de la fabricación aditiva en la industria. Igualmente, MAESMA también ha completado sus equipos con una Ultimaker S5, principalmente para prototipado, y un escáner 3D EinScan 2X+ de Shining 3D para labores de ingeniería inversa.

Metales

Por último, otra de las empresas con más potencial en el sector aeroespacial, es Meltio. El fabricante hispano-estadounidense ha llegado al mercado pisando fuerte para reforzar las tecnologías de manufactura aditiva con metal en todo el sector. En la industria aeronáutica, la empresa tiene un claro objetivo: demostrar la capacidad de la impresión 3D para permitir la unión de estructuras metálicas y la reparación de piezas a gran escala. En la siguiente imagen vemos algunos ejemplos de piezas que Meltio ha desarrollado utilizando las tecnologías 3D, como por ejemplo una boquilla de sección transversal, un núcleo de molde o un montaje de un motor. Estos tres modelos fueron fabricados  con acero inoxidable, así como titanio en el caso del motor, y en tiempo récord, reduciendo considerablemente su peso final (0’79 kg, 6’59 y 0’5 kg respectivamente). Brian Matthews, co-fundador de Meltio nos dijo: “La industria aeroespacial tiene requisitos exigentes de materiales, propiedades de construcción que a menudo incluyen piezas con múltiples materiales y geometrías complejas. La tecnología de Meltio se desarrolló teniendo en cuenta estas consideraciones”.

Tres piezas de metal impresas en 3D para el sector aeroespacial | Créditos: Meltio

Ante estos usos de los materiales en la aeronáutica, Agustín García, Director Comercial en Sicnova, comenta: «Las aplicaciones de la fabricación aditiva en el sector aeroespacial han evolucionado mucho en los últimos años, sobre todo por el desarrollo de nuevos materiales capaces de soportar esfuerzos mecánicos cada vez más exigentes. Estamos hablando de materiales técnicos como PA, PP, PC o ABS, así como poliamidas con refuerzo de fibra. Pero también tenemos materiales muy interesantes como los cerámicos o los metales como el acero inoxidable 316-L o el titanio, entre otros. Sin embargo, aún falta un paso más en la industria para que podamos pasar del prototipado funcional a la producción masiva de piezas finales, como es la homologación de piezas y la creación de una normativa que fije una estandarización de parámetros para todo el sector”. Todos estos casos de éxito que hemos visto provienen de grandes empresas dentro de la industria de fabricación aditiva. Si estás interesado en adquirir alguna de las máquinas de 3DCeram, Markforged o Meltio, no dudes en ponerte en contacto con el equipo de Sicnova, uno de los principales distribuidores de máquinas 3D en España.

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*Créditos foto de portada: Sicnova