{"id":75101,"date":"2024-05-16T18:00:46","date_gmt":"2024-05-16T16:00:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/?p=75101"},"modified":"2024-05-16T17:44:39","modified_gmt":"2024-05-16T15:44:39","slug":"impresion-3d-ambito-energia-eolica-160520242","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/impresion-3d-ambito-energia-eolica-160520242\/","title":{"rendered":"La impresi\u00f3n 3D en el \u00e1mbito de la energ\u00eda e\u00f3lica"},"content":{"rendered":"

El uso creciente de la impresi\u00f3n 3D se expande por diversos sectores y cada vez son m\u00e1s las empresas que reconocen sus ventajas en los procesos de fabricaci\u00f3n. El sector energ\u00e9tico no es una excepci\u00f3n. Seg\u00fan un informe de Additive Manufacturing Research<\/em>, se espera que el mercado de la impresi\u00f3n 3D en este sector alcance los 17.000 millones de euros en 2032. Igualmente, un estudio minucioso titulado Additive Manufacturing in the Energy Sector: market Analysis & Forecast<\/em>, explora las oportunidades y el potencial de la fabricaci\u00f3n aditiva, especialmente en energ\u00edas renovables como la e\u00f3lica. Se enfatiza el papel crucial de la impresi\u00f3n 3D en el desarrollo y mantenimiento de equipos esenciales para la energ\u00eda e\u00f3lica, lo que subraya la necesidad de explotar todo su potencial.<\/p>\n

Los actores del mercado reconocen cada vez m\u00e1s las ventajas de la impresi\u00f3n 3D en el campo de las energ\u00edas renovables, en particular la e\u00f3lica. Esta tecnolog\u00eda ofrece la posibilidad de reducir los costes de producci\u00f3n permitiendo personalizar el tama\u00f1o en funci\u00f3n de las necesidades espec\u00edficas de cada lugar. Asimismo, son bien conocidos los retos que plantean los m\u00e9todos de fabricaci\u00f3n tradicionales de aerogeneradores: las palas suelen estar hechas de pl\u00e1stico reforzado con fibra de vidrio, un material dif\u00edcil de reciclar.<\/p>\n

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Cr\u00e9ditos de la foto : GE General Electric<\/p><\/div>\n

Los procesos de impresi\u00f3n 3D y materiales utilizados<\/h3>\n

Entre las tecnolog\u00edas de impresi\u00f3n 3D m\u00e1s utilizadas en el sector de la energ\u00eda e\u00f3lica destaca la t\u00e9cnica de impresi\u00f3n FDM<\/a>. Este m\u00e9todo se elige con frecuencia para la fabricaci\u00f3n de prototipos y piezas. Otro m\u00e9todo muy utilizado es el SLS<\/a>, que utiliza un l\u00e1ser para fundir materiales en polvo como el nylon, antes de solidificarlos para formar una estructura. Entre las ventajas de este m\u00e9todo cabe citar la estabilidad de los prototipos y de los productos finales, as\u00ed como la producci\u00f3n de componentes de energ\u00eda e\u00f3lica, particularmente indicada para piezas peque\u00f1as. Asimismo, la t\u00e9cnica Binder Jetting<\/a> o inyecci\u00f3n de aglutinante tambi\u00e9n se utiliza con frecuencia.<\/p>

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El proceso DLMS ya se ha puesto en pr\u00e1ctica en el sector de la energ\u00eda e\u00f3lica para imprimir en 3D piezas met\u00e1licas muy precisas y complejas, ya sean prototipos, componentes finales o reparaciones de aerogeneradores. Empresas como Siemens Gamesa Renewable Energy y Vestas ya la han aprovechado para fabricar y optimizar sus turbinas. Por otra parte, la industria e\u00f3lica tambi\u00e9n utiliza con frecuencia materiales como el PLA<\/a> y el ABS<\/a> en la fabricaci\u00f3n de prototipos y carcasas para aerogeneradores. El nylon, la poliamida, los polvos met\u00e1licos<\/a>, las fibras de vidrio y de carbono, as\u00ed como las resinas, tambi\u00e9n se utilizan en la impresi\u00f3n 3D para responder a las necesidades espec\u00edficas del sector.<\/p>\n

Las ventajas y las limitaciones de la impresi\u00f3n 3D en la energ\u00eda e\u00f3lica<\/h3>\n

Como ya se ha mencionado, la impresi\u00f3n 3D en la energ\u00eda e\u00f3lica es especialmente adaptada para la producci\u00f3n de prototipos. Esta eficacia se deriva de la capacidad de la tecnolog\u00eda para producir piezas de forma econ\u00f3mica y r\u00e1pida, fomentando as\u00ed la innovaci\u00f3n en el sector. Adem\u00e1s, la impresi\u00f3n 3D ofrece la posibilidad de dise\u00f1ar formas m\u00e1s complejas que las obtenidas con m\u00e9todos tradicionales, mejorando el rendimiento de las palas del rotor, como ilustra un proyecto de investigaci\u00f3n llevado a cabo en la Universidad T\u00e9cnica de Berl\u00edn. En el marco de este estudio, los investigadores consiguieron imprimir un aerogenerador entero en una sola pieza utilizando la impresora 3D BigRep.<\/p>\n

Tambi\u00e9n es posible dise\u00f1ar piezas de aerogeneradores a medida para los clientes, con el fin de ajustarlas\u00a0 con precisi\u00f3n a la ubicaci\u00f3n de los aerogeneradores. aerogeneradores. El uso de la impresi\u00f3n 3D ofrece la posibilidad de producir componentes directamente in situ, y proporciona una mayor flexibilidad para ajustar continuamente moldes y componentes. Este enfoque reduce el coste log\u00edstico de las piezas moldeadas, lo que facilita el suministro de nuevos moldes impresos de forma r\u00e1pida y econ\u00f3mica. En Estados Unidos, las limitaciones de transporte imponen l\u00edmites de longitud de 53 a 62 metros para las palas de los rotores debido a la infraestructura ferroviaria y de carreteras actual. Es por ello que la impresi\u00f3n 3D, posiblemente combinada con la rob\u00f3tica, tiene el un potencial considerable para permitir la fabricaci\u00f3n in situ, sobre todo, para la producci\u00f3n de equipos m\u00e1s grandes y potentes.<\/p>\n

Dados los largos plazos de entrega asociados a los m\u00e9todos de fabricaci\u00f3n tradicionales, la impresi\u00f3n 3D tambi\u00e9n ofrece la posibilidad de conseguir piezas de repuesto m\u00e1s r\u00e1pidamente y bajo demanda. Esto reduce los plazos de pedido y fabricaci\u00f3n, eliminando la necesidad de mantener constantemente altos niveles de existencias. Asimismo, la tecnolog\u00eda crea estructuras ligeras y complejas para los aerogeneradores, ayudando a reducir su peso total.<\/p>\n

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La impresi\u00f3n 3D ofrece la ventaja de poder fabricar aerogeneradores directamente in situ. (Cr\u00e9ditos de la foto: en-former).<\/p><\/div>\n

Aunque la impresi\u00f3n 3D ofrezca ventajas en t\u00e9rminos de reducci\u00f3n del coste de producci\u00f3n de prototipos, las inversiones iniciales en impresoras 3D y los materiales necesarios, siguen siendo muy elevadas, lo que puede acarrear otros costes al utilizar esta tecnolog\u00eda. Adem\u00e1s, a menudo es dif\u00edcil cumplir con los estrictos requisitos de las normas y certificaciones a la hora de implementar la impresi\u00f3n 3D, lo que tambi\u00e9n conlleva costes adicionales. Igualmente, las limitaciones persisten en cuanto al tama\u00f1o de las piezas de aerogeneradores muy grandes. Dado que la experiencia de la impresi\u00f3n 3D en el sector de la energ\u00eda e\u00f3lica a\u00fan es relativamente limitada, queda por ver si las piezas impresas en 3D presentan caracter\u00edsticas fiables y estables a lo largo del tiempo.<\/p>\n

Aplicaciones de la impresi\u00f3n 3D en la fabricaci\u00f3n de aerogeneradores<\/h3>\n

La impresi\u00f3n 3D desempe\u00f1a un papel crucial, que se aplica en diversos aspectos a lo largo de todo el proceso de fabricaci\u00f3n de aerogeneradores. En particular, la fabricaci\u00f3n aditiva se utiliza para producir componentes y moldes, as\u00ed como en la creaci\u00f3n de prototipos de nuevos componentes. Este m\u00e9todo permite crear de manera r\u00e1pida prototipos que se someten a pruebas y mejoras antes de llegar a la producci\u00f3n en serie. Por ejemplo, el grupo estadounidense General Electric (GE) comenz\u00f3 a imprimir en 3D grandes componentes de aerogeneradores en 2019 y en 2021 abri\u00f3 una planta de impresi\u00f3n 3D en Estados Unidos, dedicada a la investigaci\u00f3n. GE tambi\u00e9n ha hecho uso de la impresi\u00f3n 3D para fabricar palas de turbina m\u00e1s ligeras para sus motores GE9X.<\/p>\n

Otra empresa que aprovecha la impresi\u00f3n 3D en este sector es la startup Orbital Composites que se especializa en turbinas, palas de aerogeneradores, cimientos y torres, con ayuda de la fabricaci\u00f3n aditiva in situ, de alto rendimiento y a gran escala. En el marco de este proyecto, Orbital Composites pretende demostrar y validar el uso de sus robots de impresi\u00f3n 3D para fabricar palas de aerogeneradores. La empresa tambi\u00e9n aspira a desarrollar sistemas capaces de imprimir en 3D palas de aerogeneradores de m\u00e1s de 100 metros de longitud, as\u00ed como turbinas e\u00f3licas marinas directamente a bordo de buques en alta mar. Para lograr estos objetivos, la startup colabora con el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) y la Universidad de Maine, cuyas investigaciones se analizar\u00e1n m\u00e1s adelante. Orbital Composites ya ha recibido 4 millones de d\u00f3lares de ayuda financiera del Department of Energy (DOE) y de la Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE), ambos organismos de EE.UU.<\/p>\n

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Cr\u00e9ditos de la foto: Soleolico<\/p><\/div>\n

En el pasado, la empresa espa\u00f1ola Soleolico utiliz\u00f3 la impresi\u00f3n 3D para dise\u00f1ar el primer aerogenerador del mundo equipado con paneles fotovoltaicos. Esta instalaci\u00f3n se distingue por su capacidad de producir energ\u00eda e\u00f3lica y solar, a la vez que absorbe CO2. Para este proyecto innovador, Soleolico ha trabajado con un proceso de impresi\u00f3n 3D de Pure Tech, que ha requerido 10 a\u00f1os de desarrollo y que concluy\u00f3 en octubre de 2023.<\/p>\n

La investigaci\u00f3n sobre la impresi\u00f3n 3D aplicada a la energ\u00eda e\u00f3lica<\/h3>\n

En varias universidades de todo el mundo los investigadores est\u00e1n explorando las aplicaciones de la impresi\u00f3n 3D en el campo de la energ\u00eda e\u00f3lica, tal como el proyecto de la Universidad T\u00e9cnica de Berl\u00edn titulado \u00ab3D Printing Powers Wind Turbine Research\u00bb<\/em>. Dirigido por Immanuel Dorn, ingeniero t\u00e9cnico y Sascha Krumbein, estudiante de m\u00e1ster en ingenier\u00eda que tambi\u00e9n es instructor en el proyecto, el equipo se centra en la optimizaci\u00f3n de las palas del rotor mediante impresi\u00f3n 3D. Su trabajo incluye probar diferentes configuraciones de palas en un gran t\u00fanel de viento, donde eval\u00faan el rendimiento de los rotores sometidos a m\u00faltiples iteraciones de producci\u00f3n con diversos materiales impresos en 3D. Los investigadores comenzaron con el dise\u00f1o aerodin\u00e1mico, luego pasaron al dise\u00f1o estructural, que implicaba el relleno y la elecci\u00f3n de materiales, lo que requiri\u00f3 varios ciclos de iteraci\u00f3n para ajustar y adaptar los materiales utilizados. Finalmente, el equipo realiz\u00f3 pruebas aerodin\u00e1micas \u00aben condiciones reales\u00bb en su t\u00fanel de viento, incluidas pruebas de choque, para evaluar el rendimiento de las palas.<\/p>\n

Por otra parte, muchas universidades estadounidenses tambi\u00e9n centran sus investigaciones en este sector. Por ejemplo, la Universidad Purdue de Indiana, en colaboraci\u00f3n con RCAM Technologies y la Floating Wind Technology Company, trabaja en el desarrollo de anclajes y estructuras de hormig\u00f3n para turbinas m\u00e1s rentables, esto mientras se explora la fabricaci\u00f3n aditiva de herramientas para las palas de rotor de aerogeneradores. El proyecto, que se lleva a cabo en colaboraci\u00f3n con distintas empresas y cuenta con una financiaci\u00f3n de 2,8 millones de d\u00f3lares del Department of Energy (DOE), pretende utilizar la impresi\u00f3n 3D para acelerar la fabricaci\u00f3n de herramientas y reducir el coste de piezas finales.<\/p>\n

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En el marco del proyecto \u00ab3D Printing Powers Wind Turbine Research\u00bb, el equipo de la Universidad T\u00e9cnica de Berl\u00edn estudia c\u00f3mo optimizar las palas del rotor mediante la impresi\u00f3n 3D. (Cr\u00e9ditos de la foto: BigRep)<\/p><\/div>\n

Las subvenciones para la impresi\u00f3n 3D en la industria e\u00f3lica<\/h3>\n

En Alemania, existen varios proyectos ya han recibido financiaci\u00f3n, en particular del Ministerio Federal de Econom\u00eda y Energ\u00eda (BMWi), como el proyecto \u00abAdvance Casting Cell\u00bb<\/em> (ACC). La iniciativa toma su nombre de la impresora 3D de gran formato utilizada para fabricar moldes de arena, en este proyecto tambi\u00e9n participa el Instituto Fraunhofer (IGCV) como colaborador asociado, tanto para los aspectos t\u00e9cnicos de los materiales como para la supervisi\u00f3n digital de los procesos. La empresa b\u00e1vara de impresi\u00f3n 3D Voxeljet tambi\u00e9n participa en el proyecto. En 2022 GE Renewable Energy, fabricante de turbinas e\u00f3licas terrestres, anunci\u00f3 su intenci\u00f3n de probar los moldes impresos en 3D para la fundici\u00f3n met\u00e1lica de varios componentes clave de la g\u00f3ndola del aerogenerador Haliade-X de GE. Con una impresora 3D se produjeron moldes para piezas met\u00e1licas de la turbina de hasta 60 toneladas y 9,5 metros de di\u00e1metro. El objetivo de este proyecto es reducir el tiempo de producci\u00f3n de los moldes para los aerogeneradores marinos de diez a, al menos, dos semanas, todo esto mientras se disminu\u00edan los costes de transporte fabricando los moldes in situ. Este planteamiento tambi\u00e9n reduce la huella de carbono de la producci\u00f3n.<\/p>\n

Otro apoyo en el campo de la impresi\u00f3n 3D aplicada a la energ\u00eda e\u00f3lica proviene del IFAF, que actualmente respalda el proyecto Winddruck, cuya finalizaci\u00f3n est\u00e1 prevista para septiembre de 2024. El proyecto tiene como objetivo hacer que las palas e\u00f3licas que se fabrican a gran escala sean m\u00e1s econ\u00f3micas y sigan un proceso sostenible gracias a la impresi\u00f3n 3D. Adem\u00e1s, el proyecto explora la posibilidad de fabricar en el futuro palas de aerogeneradores con impresi\u00f3n 3D a partir de materiales renovables y reciclables.<\/p>\n

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Cr\u00e9dits photo : Shutterstock<\/p><\/div>\n

El uso de la impresi\u00f3n 3D en el sector de la energ\u00eda e\u00f3lica toma est\u00e1 cobrando cada vez m\u00e1s importancia y muestra un gran potencial de innovaci\u00f3n y mejora de la eficiencia. Las empresas e institutos de investigaci\u00f3n de todo el mundo reconocen las ventajas de esta tecnolog\u00eda e invierten en el desarrollo y la aplicaci\u00f3n de m\u00e9todos de fabricaci\u00f3n aditiva. Las numerosas aplicaciones de la impresi\u00f3n 3D se extienden desde la producci\u00f3n de prototipos y componentes hasta la fabricaci\u00f3n de aerogeneradores enteros. Estos proporcionan una flexibilidad y adaptabilidad que los m\u00e9todos de fabricaci\u00f3n tradicionales no pueden ofrecer. Aunque a\u00fan existen desaf\u00edos, el camino est\u00e1 abierto para que la impresi\u00f3n 3D en la energ\u00eda e\u00f3lica transforme de forma sostenible el sector y mejore\u00a0 se adentre en el campo de la energ\u00eda e\u00f3lica transformando de manera sostenible al sector y facilite el acceso a energ\u00edas limpias.<\/p>\n

\u00bfCu\u00e1l es tu opini\u00f3n del uso de la impresi\u00f3n 3D en el sector de la energ\u00eda e\u00f3lica? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook<\/a>, Twitter<\/a> y\u00a0Youtube<\/a>. Sigue toda la informaci\u00f3n sobre impresi\u00f3n 3D en nuestra Newsletter semanal<\/a>.<\/p>\n

*Cr\u00e9ditos de la foto de portada: Photocase<\/em><\/p>\n

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