Avances en la fabricación aditiva de metales: mayor eficiencia y sostenibilidad

La **fabricación aditiva de metales** ha dado un paso significativo hacia la eficiencia y sostenibilidad, según los resultados del proyecto europeo InShaPe. Este consorcio ha logrado aumentar la tasa de producción hasta seis veces, reducir los costos de fabricación a la mitad y disminuir el consumo energético y el desperdicio de material, todo ello manteniendo una calidad superior en las piezas producidas.

Durante los últimos tres años, InShaPe ha desarrollado un enfoque innovador que combina la formación de haz controlada por inteligencia artificial con imágenes multispectrales (MSI) en el proceso de fusión por lecho de polvo (PBF-LB/M). La **Universidad Técnica de Múnich (TUM)** coordinó este proyecto junto a diez socios de ocho países, con un financiamiento total de 7,2 millones de euros proveniente del programa "Horizonte Europa" de la Unión Europea.

Un avance notable en la productividad

El consorcio ha demostrado que es posible alcanzar incrementos en la productividad superiores al **600%**, logrando tasas de fabricación de hasta **93,3 cm³/h** para componentes fabricados en Inconel 718. Esta mejora es notable considerando que la tasa inicial era de solo **15 cm³/h**. Además, se logró una reducción del 50% en los costos operativos.

Los avances en el proceso fueron probados en cinco casos industriales desafiantes: un impulsor para la industria aeroespacial, una parte para turbinas industriales, componentes para cámaras de combustión espacial y partes para motores de motosierras. Estos desarrollos resaltan el potencial transformador del nuevo método propuesto por InShaPe.

Integración tecnológica para mejorar procesos

La combinación de formación inteligente del haz y MSI permite ajustar el perfil del láser específicamente para cada pieza, optimizando así tanto la calidad como la velocidad del proceso. Esto reduce significativamente errores como fisuras o salpicaduras que pueden generar retrabajos o desperdicios. Un perfil de haz anular ha demostrado ser especialmente efectivo al proporcionar una distribución uniforme de energía láser, lo que resulta en una zona de fusión más estable.

A su vez, la nueva tecnología MSI monitorea el proceso en tiempo real, detectando cambios térmicos en el baño fundido antes que se conviertan en problemas mayores. Los datos recopilados se integran directamente en el control del proceso, permitiendo ajustes inmediatos y evitando interrupciones significativas en la producción.

Impulsando la manufactura industrial

Este enfoque innovador representa un avance crucial hacia la manufactura industrial a gran escala utilizando PBF-LB/M. La sinergia entre la formación inteligente del haz y el control basado en MSI no solo mejora la estabilidad del proceso sino también promueve un uso eficiente y sostenible de los recursos energéticos. Como resultado, se pueden producir componentes metálicos complejos más rápidamente y a menor costo sin comprometer la calidad.

La coordinadora del proyecto InShaPe, **Prof. Dr.-Ing. Katrin Wudy**, expresó su entusiasmo por el interés generado tanto en el ámbito académico como industrial: "Esperamos que esta tecnología se implemente pronto en sistemas industriales y contribuya a mejoras significativas en control de procesos y rendimiento".

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