Transformar el futuro del mantenimiento, la reparación y la revisión (MRO)
Ventajas de la fabricación aditiva (AM) en el sector MRO
10 DE JUNIO DE 2024 | Tiempo de lectura: 10 min
El mantenimiento de aeronaves desempeña un papel fundamental en la industria aeronáutica actual, sobre todo teniendo en cuenta los retos actuales de las cadenas de suministro mundiales. A medida que aumenta la demanda de nuevas aeronaves, es esencial mantener las existentes en servicio de la forma más eficiente posible. Aquí es donde la impresión 3D está teniendo un impacto significativo al revolucionar la producción de piezas de repuesto. Empresas como THE AVIATION AM CENTRE GmbH (AAMC) y EOS están utilizando tecnologías de fabricación aditiva para mejorar la disponibilidad y la rentabilidad de las piezas de repuesto.
En esta entrevista, Stephan Keil, director general de la AAMC, y Thomas Friedberger, gestor de cuentas clave del sector aeroespacial y de defensa de EOS, analizan las ventajas y los argumentos comerciales a favor de la impresión 3D en la industria aeronáutica. Exploran cómo esta tecnología no sólo reduce drásticamente los plazos de producción y logística, sino que también disminuye los costes y reduce el inventario físico. También explican qué categorías de productos son las más adecuadas para la impresión 3D y cómo podría convertirse en el enfoque principal para la fabricación de piezas de repuesto.
Piezas interiores de aviación
Los componentes de cabina fabricados por nuestro cliente Etihad Engineering en sus modernas instalaciones de MRO de Abu Dhabi:
1. ¿Cuál es el argumento comercial para que este método se convierta en el principal método de fabricación de recambios y en qué plazo cree que se impondrá?
El argumento empresarial se basa en tres factores fundamentales:
- producir repuestos a un coste inferior al convencional,
- reduciendo significativamente los plazos de producción y logística,
- y una reducción de las existencias físicas a largo plazo
Las piezas de repuesto (interiores de cabina) impresas localmente pueden fabricarse entre un 30 % y un 50 % más baratas que las piezas de repuesto originales, con la ventaja añadida de que los plazos de producción y logística, que suelen ser de 12 semanas (o bastante más), pueden reducirse a dos semanas o incluso a unos pocos días.
Otro valor añadido de la tecnología de impresión 3D industrial es que el diseño de las piezas puede mejorarse para solucionar puntos débiles conocidos o permitir la personalización de las piezas. Como uno de los pocos fabricantes de equipos originales, EOS proporciona tecnología y materiales de alta calidad para suministrar piezas a sectores regulados como la aviación.
Una ventaja añadida de la fabricación aditiva es que permite la fabricación bajo demanda de las piezas necesarias en un lote de piezas mixtas, lo que reduce significativamente el mantenimiento de existencias. Una vez más, esto supondrá una reducción de costes. Las empresas tienen dos opciones: a) abastecerse de piezas de proveedores de servicios certificados (como AAMC) o b) crear su propio centro de producción MRO. Vemos que la capacidad de ofrecer piezas de recambio de fabricación propia es una fuerte USP y una herramienta de retención de clientes para los proveedores de servicios de mantenimiento de aeronaves. En este caso, EOS puede ofrecer una solución integral para gestionar un centro de producción. Y con la asociación con la AAMC, podemos ofrecer a los clientes la posibilidad de cumplir las normas reglamentarias.
Las piezas de repuesto industriales impresas en 3D están certificadas y "en vuelo" en estos momentos, por lo que la cuestión es más bien cuándo la AM se extenderá plenamente a la producción en serie. Las crisis geopolíticas y la resistencia de la cadena de suministro ya están impulsando esta adopción más rápido de lo previsto.
2. ¿Qué productos prevé como principales candidatos a ser fabricados mediante impresión 3D para recambios?
Las piezas del interior de la cabina son las principales candidatas para la impresión in situ, ya que están expuestas al mayor desgaste. La certificación de esta categoría de piezas gira principalmente en torno a las pruebas de inflamabilidad, que nuestro material EOS PA 22241 FR cumple para los tamaños de pieza objetivo que son adecuados para la impresión en sistemas EOS como el EOS P 396 o el EOS P 770. También vemos que las piezas de la cabina de vuelo y las zonas de carga, así como la bahía de equipos electrónicos, encajan perfectamente con nuestro cliente. Recientemente, también hemos visto que las piezas de aluminio anteriores pueden fabricarse ahora de forma aditiva utilizando nuestro material EOS HT-23 para aplicaciones en los sistemas de bombas de combustible, etc., lo que se suma de nuevo al objetivo de reducción de peso de las aerolíneas.
3. ¿Cuáles son los métodos de fabricación que se engloban bajo el término "impresión 3D" y qué procesos se adaptan mejor a ciertos tipos de componentes que a otros?
El sinterizado selectivo por láser, denominado brevemente SLS con PA 2241 FR, es adecuado para las piezas del interior de la cabina que son visibles para el pasajero y tienen elevados requisitos de calidad superficial. Pueden pintarse con spray o teñirse en combinación con un revestimiento mecánico o químico (por ejemplo, DyeMansion). Actualmente, las piezas SLS son la solución de impresión 3D industrial más rentable para la aviación.
El retardante de llama inherente HT-23 se basa en un material PEKK con un 23% de fibra de carbono incorporada y molida hasta obtener un polvo fino. Es muy adecuado para aplicaciones que requieren propiedades térmicas superiores, con el máximo rendimiento y propiedades consistentes en las dimensiones XY&Z. Además, tiene una gran resistencia química y está certificado para superar el requisito de combustión vertical de 60 segundos FAR 25.853.
El modelado por deposición fundida o FDM con materiales de alta temperatura es adecuado para piezas (muy) grandes que son invisibles para el pasajero y no necesitan un acabado con altos requisitos (por ejemplo, conductos de aire).
4. ¿Qué beneficios medioambientales puede aportar la impresión 3D a la industria?
Los productos impresos en 3D aportan intrínsecamente un valor añadido en lo que respecta a la fabricación responsable: los diseños ligeros ayudan a reducir las emisiones de carbono y la integración funcional, y los diseños de productos resuelven complejos retos de fabricación al tiempo que minimizan los residuos.
Las piezas ligeras impresas en 3D incorporadas a un avión reducirán su peso, con lo que disminuirá no sólo el consumo de combustible y, por tanto, el coste de explotación de una compañía aérea, sino también la huella deCO2 de cada pasajero a bordo. La tecnología de impresión 3D de EOS apoya activamente el objetivo de hacer más sostenible la industria de la aviación.
La AM de polímeros permite la producción sostenible de piezas de repuesto y ayuda a reducir la huella de carbono global de los fabricantes. Al evitar la creación innecesaria de piezas de repuesto sobrantes, la impresión 3D industrial de polímeros también ayuda a racionalizar la cadena de suministro, reduciendo los gastos de producción y acelerando el tiempo de comercialización. La impresión 3D industrial permite a los ingenieros de diseño crear piezas más ligeras, lo que se traduce en un ahorro de combustible y CO2e. Con la AM, se pueden integrar funciones y diseñar piezas más robustas, superando las capacidades de la pieza original; esto ayuda a prolongar la vida útil del producto. Todo ello redunda en un ahorro de costes. Que se acumularán en cantidades significativas a lo largo de la vida útil de un avión comercial.
Establecer una gestión digital y sostenible de las piezas de recambio puede aumentar la rentabilidad mediante la impresión 3D de componentes. Ya que la AM elimina las largas rutas de transporte y evita la sobreproducción.
EOS va incluso más allá. Herramientas como la Calculadora de Carbono de EOS crean transparencia y ayudan a los clientes a identificar las palancas adecuadas a lo largo de todo el flujo de trabajo de producción. Además, EOS produce materias primas respetuosas con el clima, compensando el transporte que debe realizarse o integrando materias primas recicladas. Todo ello contribuye a reducir las emisiones de GEI de nuestros clientes y les permite alcanzar sus objetivos climáticos.
La AAMC, por ejemplo, está incluso explorando el reciclaje de piezas de polímero impresas en polvo de impresión mediante un proceso de refresco como parte de un proyecto de investigación.
Si tiene alguna pregunta sobre EOS y la aviación, no dude en ponerse en contacto con Thomas Friedberger, Key Account Manager Aerospace & Defense, EOS thomas.friedberger@eos.info o visite nuestro seminario web "Fabricación aditiva para el mercado posventa - más conocimientos técnicos": Imprima su almacén (eos.info).