NextGen AM - La impresión 3D automatizada es todo un éxito

____ Augsburg/Varel, Krailling, Stuttgart, 30. Abril 2019

Lo que comenzó como una visión prometedora en mayo de 2017 ha llegado a buen puerto: el proyecto"NextGenAM" para el desarrollo de una línea de producción piloto para un proceso automatizado de "Fabricación Aditiva" de nueva generación por parte de los socios Premium AEROTEC, EOS y Daimler.

El proceso de impresión 3D, también conocido como "fabricación aditiva" (AM), se ha vuelto cada vez más interesante como proceso complementario o alternativo a las técnicas de fabricación convencionales. La tecnología se describe como "aditiva" por la forma en que el proceso implica la aplicación de capa tras capa de material fino, que luego se endurece mediante una fuente de energía. Además de plásticos y cerámicas, también es posible fabricar componentes metálicos en un proceso de impresión 3D.

El objetivo del proyecto piloto era desarrollar una línea de fabricación digitalizada de nueva generación capaz de producir componentes de aluminio para los sectores automovilístico y aeroespacial de forma mucho más rentable que en la actualidad. El éxito de NextGenAM: en términos del proceso de producción global en Premium AEROTEC, los costes de fabricación podrían reducirse hasta un 50 por ciento en comparación con los sistemas de impresión 3D existentes.

"La automatización es uno de los motores clave de nuestra estrategia, ya que permite integrar nuestros sistemas en líneas de producción automatizadas como la POLYLINE. Y esto es importante para reducir los costes por pieza y garantizar la calidad adecuada en toda la cadena de producción.
Permitir la fabricación en serie es una de las principales razones por las que se fundó DyeMansion, y para eso se han creado nuestros sistemas, para llevar el postprocesado a este nivel. La Powershot DUAL Performance se construyó a escala, para que pueda servir a diez o incluso más impresoras en producción y, por lo tanto, hacer posible una fábrica de principio a fin. Lo más importante es que una fábrica automatizada de principio a fin es posible con la impresión 3D. El éxito del proyecto POLYLINE demuestra lo que es posible y esto es sólo el principio".
Dr. Thomas Ehm, Presidente del Consejo de Administración de Premium AEROTEC

Producción totalmente automatizada

El secreto reside en una cadena de producción aditiva ingeniosa y escalable, totalmente automatizada hasta el punto en que las piezas impresas se separan mecánicamente de la plataforma de construcción. Esto significa que ya no es necesario el trabajo manual en ninguna fase del proceso, desde la preparación de datos y el suministro central de polvo hasta el propio proceso de fabricación AM, pasando por el tratamiento térmico, la garantía de calidad y la separación de los componentes de la plataforma de fabricación. El corazón técnico del sistema es EOS M 400-4, un sistema de cuatro láseres para la impresión 3D industrial con materiales metálicos. Un sistema de transporte sin conductor y robots garantizan el movimiento fluido de las piezas en todas las fases de la línea de producción.

Todo el proceso de producción funciona por sí solo, sin personal operativo, desde un centro de control central y autónomo. La conexión en red de todas las máquinas utilizadas es fundamental para el sistema. Los datos del trabajo de fabricación se transmiten al centro de control, que prioriza las distintas solicitudes de fabricación y las asigna a un sistema AM. Durante el proceso de fabricación, también se puede consultar el estado de fabricación en un dispositivo móvil, independientemente de la ubicación. Una vez completada toda la cadena de producción, los informes de calidad se envían al centro de control. Aquí se puede acceder a todos los datos necesarios para la producción de un "gemelo" digital, lo que permite, entre otras cosas, una trazabilidad completa.

Piezas de recambio para camiones y autobuses

El proceso de impresión 3D es especialmente útil en el sector de las piezas de recambio, ya que, en caso de problemas con las herramientas, las piezas que se necesitan con poca frecuencia pueden reproducirse a menudo de forma más rentable que con los procesos convencionales de fundición en arena o a presión. En el Centro de Competencia de impresión 3D de Daimler Buses se están estudiando actualmente las primeras solicitudes de piezas de recambio de aluminio para autobuses impresas en 3D. El equipo de análisis del área de turismos también está estudiando posibles aplicaciones adecuadas.

Oportunidades para las series más pequeñas y el desarrollo avanzado

"La fabricación aditiva también es adecuada para la producción de series más pequeñas de vehículos nuevos (ediciones limitadas). El desarrollo sistemático de las piezas específicamente para la impresión 3D permite reducir aún más los costes de producción y optimizar la calidad. La impresión 3D también tiene especial sentido durante el desarrollo avanzado de vehículos. El bajo número de piezas necesarias puede producirse a menudo de forma más rentable y rápida con la fabricación aditiva que con los procesos de producción convencionales".
Jasmin Eichler, Directora de Tecnologías Futuras de Daimler AG

Y esto se aplica tanto a los vehículos con motor de combustión como a los eléctricos. La impresión 3D también es muy adecuada, por ejemplo, para fabricar las placas base integradas que llevan los conductos de refrigeración de las baterías de los vehículos eléctricos.

Productos de alta calidad

La alta calidad de los productos viene de serie en la instalación piloto: también está previsto el uso de una aleación de aluminio/magnesio/escandio de alta resistencia (también conocida como Scalmalloy®) para piezas utilizadas en los sectores aeronáutico y aeroespacial.

Para el sector de la automoción se utiliza una aleación clásica de aluminio (AlSi10Mg), cuyas propiedades materiales se han ido mejorando continuamente a lo largo del proyecto piloto. La resistencia del material y la calidad del acabado, entre otros factores, han mejorado notablemente en comparación con hace dos años, cuando se inició la cooperación.

Socios del proyecto

Premium AEROTEC
Premium AEROTEC es el primer fabricante de componentes del mundo que suministra componentes impresos en 3D a partir de aleaciones de titanio para la producción en serie de aviones Airbus. La empresa es un actor global en el sector de la aviación. Su actividad principal es el desarrollo y la fabricación de estructuras aeronáuticas de metal y materiales compuestos de fibra de carbono. La empresa tiene centros en Augsburgo, Bremen, Hamburgo, Nordenham y Varel. Premium AEROTEC asumió aquí la responsabilidad de todo el proceso de producción del proyecto conjunto. 

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EOS
EOS es el proveedor tecnológico líder mundial en el campo de la impresión 3D industrial de metales y polímeros. Fundada en 1989, esta empresa independiente es pionera e innovadora en soluciones integrales de fabricación aditiva. Su cartera de productos de sistemas EOS, materiales y parámetros de proceso ofrece a los clientes ventajas competitivas cruciales en términos de calidad del producto y sostenibilidad económica a largo plazo de sus procesos de fabricación. Como parte del proyecto conjunto, EOS proporcionó la tecnología completa de impresión 3D y las soluciones de software asociadas, así como el centro de control para enlazar y gestionar la cadena de producción.

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Daimler
Daimler aportó al proyecto su experiencia en la producción a gran escala. Las unidades de investigación y desarrollo avanzado colaboraron muy estrechamente. Entre los aspectos tratados se encontraban los componentes de muestra, la robustez computacional y la digitalización de los datos de los componentes para todo el proceso de producción. El ensayo de los componentes de muestra también corrió a cargo del fabricante de automóviles, al igual que la elaboración de un pliego de condiciones de fabricación normalizado para la impresión 3D. Además, Daimler se encargó de supervisar la validación y la certificación conforme a la norma VDA 6.3 con respecto a la producción en serie.