Borja González: “El reto de aplicar la fabricación aditiva es el poco conocimiento de todo el proceso y de todas las etapas involucradas en la cadena de valor”

Entrevista a Borja González, Ingeniero de materiales de Gestamp R&D BiW

Vivimos una época de transformación de la industria, ¿Cuáles crees que son las tecnologías e innovaciones que más están cambiando los entornos industriales y los procesos de producción tal y como los conocemos?

Una de las transformaciones que más impacto está teniendo en los entornos industriales es la digitalización y sensorización de los procesos. Esto nos permite registrar gran cantidad de parámetros de los procesos utilizados y poder actuar sobre ellos en tiempo real.

Por otra parte, los avances en inteligencia artificial (IA) nos permiten además que sea la propia máquina quien ajuste los parámetros de proceso en función de los datos recogidos y los rangos definidos.

Si hablamos concretamente de fabricación aditiva – impresión 3D en la industria, ¿Cuál es su función? ¿Ha venido para quedarse?

Sí, la tecnología de fabricación aditiva ha venido para quedarse, sin duda. En el sector de la automoción, por ejemplo, la introducción de las tecnologías de fabricación aditiva está permitiendo que las empresas de automoción y sus proveedores puedan fabricar modelos conceptuales, prototipos rápidos, series cortas de piezas únicas y piezas personalizadas para el usuario final. Todo ello acaba repercutiendo en un menor tiempo de diseño, una mayor flexibilidad a la hora de diseñar y, dependiendo de la pieza, en una reducción de los costes también.

“Una de las transformaciones que más impacto está teniendo en los entornos industriales es la digitalización y sensorización de los procesos”

Otras posibilidades que nos ofrece la impresión 3D es la fabricación de piezas o herramientas para uso final, como, por ejemplo, recambios que estén ya descatalogados. También nos permite trabajar con un stock digital, es decir, imprimir un componente justo cuando es necesario, evitando así tener un stock físico. Podemos incluso fabricar siguiendo un diseño generativo que nos permitirá imprimir piezas de geometría compleja más ligeras, resistentes y optimizadas en peso. En definitiva, las tecnologías de fabricación aditiva nos proporcionan una mayor flexibilidad en el diseño y en el proceso de fabricación.

¿Realmente se pueden aplicar las nuevas tecnologías de impresión 3D a las tecnologías ya existentes en un entorno de fabricación industrial? ¿Pueden convivir?

Creemos que sí, que ambas deben convivir. Las tecnologías de fabricación aditiva en metal, por ejemplo, necesitan actualmente de una serie de post-procesos para conseguir la pieza en su forma y estado final. Mediante la impresión 3D sí que es verdad que conseguimos piezas con una geometría muy próxima a la final, pero no la definitiva. Es ahí donde entran las tecnologías ya existentes. Si por ejemplo necesitamos un buen acabado superficial de la pieza será necesario recurrir a la tecnología de mecanizado. Por estas razones pensamos que ambas tecnologías, aditivas y ya existentes, son complementarias.

Y, en ese caso, ¿Cuáles son los objetivos que se persiguen con esa aplicación? ¿Por ejemplo, mejorar en la eficiencia y flexibilidad de los procesos industriales?

En nuestro caso el principal objetivo ha sido mejorar el rendimiento térmico de zonas de utillajes de estampación en caliente que puedan tener una refrigeración deficiente. Si el templado del componente no es efectivo y por lo tanto no se alcanzarán las propiedades mecánicas deseadas.

“Mediante la impresión 3D sí que es verdad que conseguimos piezas con una geometría muy próxima a la final, pero no la definitiva. Es ahí donde entran las tecnologías ya existentes”

La fabricación aditiva nos permite cambiar la estrategia de refrigeración convencional por mecanizado de canales a una de canales conformales a la superficie de la herramienta. De esta manera se consigue una distribución de temperaturas más homogénea en toda la superficie del utillaje y por consiguiente una mejora en su rendimiento térmico. El resultado final es un proceso más eficiente y la producción de componentes con propiedades mecánicas uniformes en todo su volumen.

Concretamente, Gestamp es líder mundial en la tecnología de estampación en caliente (con más de 100 líneas en todo el mundo), lo que permite que algunos componentes que así lo requieren sean más ligeros, por lo que ayudan a que los coches consuman menos y sean más eficientes. ¿Se está trabajando en algún proyecto de fabricación aditiva relacionado con esta tecnología? ¿Qué supondría su aplicación?

Siguiendo la estrategia general de Gestamp de búsqueda continua de procesos productivos más eficientes y sostenibles, se decidió hace unos años embarcamos en un proyecto que ha consistido en la fabricación de una parte de un utillaje de estampación en caliente por impresión 3D y su posterior validación en un entorno de laboratorio.

Los buenos resultados obtenidos en laboratorio nos llevaron al siguiente paso: la validación en entorno industrial. Para ello se fabricó un nuevo utillaje con impresión 3D. Los resultados obtenidos en entorno industrial se corresponden con los del laboratorio y demuestran que la tecnología de fabricación aditiva y la estrategia de refrigeración por canales conformales es válida para la aplicación de estampación en caliente.

¿Cuáles son los mayores retos de aplicar la fabricación aditiva en los procesos y tecnologías?

Los principales retos son el poco conocimiento a nivel general del proceso de fabricación aditivo y de todas las etapas y post-procesos involucrados en la cadena de valor. Otro reto es también la validación de los diferentes materiales para cada aplicación y del desarrollo de los modelos de simulación para prever su comportamiento en funcionamiento.