La investigación sobre materiales para la aviación se encuentra en el centro de un nuevo proyecto respaldado por el gobierno alemán, titulado Aluminio de Fabricación Aditiva (AlaAF). Este ambicioso esfuerzo busca desarrollar componentes de aluminio que sean a la vez ligeros y extremadamente resistentes, utilizando técnicas de impresión 3D industrial. La colaboración involucra a la Tecnische Universität München (TUM), su reactor de investigación FRM II, la empresa Colibrium Additive y la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU).
El objetivo principal del proyecto es explorar cómo se pueden fabricar eficientemente piezas de aluminio que cumplan con los estrictos requisitos de la industria aeroespacial. Actualmente, las aleaciones de aluminio de alta resistencia, esenciales para estructuras críticas en aeronaves y naves espaciales, presentan desafíos significativos durante el proceso de enfriamiento, ya que tienden a agrietarse.
Innovaciones en el Proceso de Impresión 3D
El enfoque adoptado por los investigadores se centra en el método conocido como Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Este proceso aditivo consiste en fusionar capas de polvo metálico mediante un láser, lo que permite una gran libertad en el diseño. Sin embargo, hasta ahora no ha sido posible aplicarlo a las aleaciones más resistentes debido a su propensión a agrietarse durante la solidificación.
Para abordar este problema, el proyecto AlaAF empleará aditivos especiales durante el proceso de impresión. Estos aditivos reaccionan químicamente y generan partículas cerámicas finamente distribuidas en el rango submicrométrico. Estas partículas son fundamentales para modificar el crecimiento cristalino del material, promoviendo una microestructura uniforme y reduciendo así la formación de grietas.
Colaboración entre Expertos
Este proyecto cuenta con un financiamiento significativo del Ministerio Federal de Educación y Tecnología (BMFTR), que asciende a 1,17 millones de euros. Los socios involucrados aportan diversas competencias: Colibrium Additive proporciona tecnología avanzada para el 3D, mientras que TUM y FAU desarrollan parámetros adecuados para el LPBF. Por su parte, los investigadores del FRM II se encargan del análisis exhaustivo y control de calidad mediante métodos basados en neutrones.
Entre las técnicas utilizadas se encuentra la neutronografía, que permite observar sin dañar las muestras e identificar incluso las más pequeñas fisuras o poros internos. Dr. habil. Ralph Gilles, líder del proyecto en TUM y portavoz del consorcio, destaca: “Los neutrones tienen una alta penetración y son ideales para analizar grandes componentes fabricados aditivamente”. Esta capacidad es crucial para simular condiciones operativas reales y entender mejor cómo se comporta el material bajo estrés.
A medida que avanza este emocionante proyecto, se espera que los resultados no solo beneficien al sector aeroespacial sino que también contribuyan a prácticas más sostenibles en la fabricación gracias a una reducción significativa en el uso de materiales.
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