Los componentes impresos en 3D ya son habituales en la industria aeroespacial. Así es como el metal puede seguir su ejemplo.

Cuando tome un vuelo con cualquier compañía aérea importante, lo más probable es, que no esté muy lejos de una pieza plástica impresa en 3D. Actualmente, son habituales para aplicaciones internas con requisitos de carga y rendimiento limitados -piezas de baja criticidad-, pero llegar a esta fase conllevó sus retos, como la <strong>certificación</strong>.

Empresas como Materialise tenían que demostrar que las piezas que fabricaban podían satisfacer las exigencias de las autoridades aeronáuticas, basando cualquier justificación del producto en datos reales de rendimiento. Y eso llevó tiempo. Necesitábamos materiales cualificados y un proceso fijo, reunir las pruebas en colaboración con organizaciones de diseño aprobadas (DOA) en lugar de confiar en una hoja de datos.

La razón principal de estas restricciones es la naturaleza inherente de la fabricación aditiva. Las propiedades se generan durante la construcción, por lo que el proceso de impresión 3D influye enormemente en el resultado final de las piezas. Supongamos, por ejemplo, que hay una gran variación en la potencia del láser; la densidad de su producto podría variar, afectando a su rendimiento o a características como la inflamabilidad.

Por eso es crucial controlar todo el proceso y analizar los datos de rendimiento. Actualmente, es una práctica habitual para nosotros y para muchos otros. Podemos producir de forma segura y recurrente estas piezas de baja criticidad y adaptar fácilmente otras nuevas. Hemos recopilado más de una década de datos de miles de aplicaciones, y algunos de los nombres más importantes del sector aeroespacial, como Airbus, confían en nosotros para colaborar juntos. a producir sus piezas impresas en 3D listas para volar.

Pero el potencial de la impresión 3D no se limita a piezas plásticas: la industria aeroespacial ya está encontrando usos para las piezas metálicas de baja criticidad impresas en 3D. Los OEM se centran en los aspectos en los que la AM aporta mayor valor, en aplicaciones complejas como la boquilla de combustible LEAP de GE son grandes ejemplos de lo que aporta en términos de ahorro de peso e integración funcional en entornos críticos. Además, hay muchas otras aplicaciones, como decoraciones de asientos, carcasas, embellecedores de interiores y conductos, que tienen un uso o un argumento comercial positivo cuando se imprimen en metal, incluso sin basarse en las ventajas técnicas tradicionales de la impresión 3D.

Estas aplicaciones son un fantástico punto de partida para la impresión 3D en metal. Al igual que cuando se trabaja en piezas plásticas, las aplicaciones ideales son las reparaciones, los repuestos y las piezas de cabina, principalmente por las ventajas que la impresión 3D aporta a toda la cadena de suministro.

Las aerolíneas pueden imprimir piezas de repuesto bajo demanda de forma rápida y asequible, eliminando los costes excesivos asociados a la conservación de existencias y reduciendo al mismo tiempo el riesgo de obsolescencia y los retrasos de producción de los proveedores. Este método resulta aún más valioso si se tiene en cuenta la ausencia de cantidades mínimas de pedido: las aerolíneas pueden pedir sólo las piezas que necesitan, lo que reduce aún más los costes y los posibles residuos.

Si una aerolínea identifica una pieza que se avería con frecuencia - como el panel dado - resulta más asequible y ecológico repararla que sustituirla. En muchos casos, esta ruta también es más rápida, lo que ayuda a limitar los costosos tiempos de inactividad de cada avión.

Y al igual que con los componentes plásticos, el siguiente hito es comenzar a suministrar al sector piezas metálicas que satisfagan sus necesidades , y ayudar a las aerolíneas a aprovechar las ventajas técnicas y económicas de la impresión 3D. Del mismo modo, cuantos más produzcamos, más datos recopilaremos, lo que facilitará aún más a las aerolíneas llevar a bordo estas piezas impresas en 3D.

El primer paso en ese proceso es que las aerolíneas y los fabricantes de equipos originales evalúen su portfolio de piezas. ¿Qué piezas metálicas no estructurales requiere? ¿Dónde los utiliza? ¿Serían candidatos adecuados para la impresión 3D en metal? Si se encuentra en esa zona en la que los componentes plásticos han resultado exitosas en cuanto a recambios, reparaciones y piezas de cabina-, lo más probable es que se beneficie recurriendo a la impresión 3D en un futuro próximo.

De esta manera, es posible que el aumento de la adopción de piezas metálicas de baja criticidad no esté tan lejos, pero ¿qué ocurre con los componentes de altacriticidad? Ahí es donde entran en juego los nuevos requisitos. A diferencia de los polímeros y las piezas de baja criticidad, donde la resistencia estática y la flamabilidad son las características clave, las piezas de larga duración y sometidas a cargas de fatiga deben testearse bajo duras pruebas.

Estas pruebas son tan rigurosas como esenciales, ya que, al igual que en los inicios de la certificación de piezas plásticas, la dificultad radica en controlar el proceso, y es considerablemente más difícil con la fusión selectiva por láser (SLM). Ahora mismo, no se puede excluir el riesgo de anomalías, algo que los fabricantes de máquinas se esfuerzan por mejorar. Lamentablemente, predecir cuándo y dónde pueden aparecer estas anomalías es actualmente imposible. Hay muchas variables que pueden influir en el proceso, y eso crea numerosos fallos.

Es un gran inconveniente para piezas sometidas a fatiga, especialmente con anomalías cerca de la superficie. Localizarlos tampoco es sencillo, con cualquier equipo de pruebas. El escaneado de piezas funciona pero tiene un coste elevado, y ni siquiera ofrece una garantía del 100%. De hecho, junto con el postprocesado, el control de calidad representa una parte significativa del coste de impresión de piezas de alto rendimiento, algo que deberá reducirse para que la adopción despegue realmente.

¿Qué podemos hacer para ayudar? La comunidad de la fabricación aditiva está haciendo un gran esfuerzo para desarrollar métodos de ensayo no destructivos que puedan ayudar a identificar defectos y analizar anomalías para ver si podrían provocar un fallo. Los fabricantes de máquinas están haciendo todo lo posible para mejorar la estabilidad del proceso de las máquinas SLM. Y todos estamos trabajando para recopilar datos y dar sentido al hilo digital, un área en la que el control de calidad y procesos (QPC) de Materialise puede marcar el camino.

Hemos visto que nuestro QPC da en el clavo con las empresas que intentan cualificar piezas. Generan muchos datos procedentes de distintos sensores y entradas, que deben combinarse y correlacionarse. Pero cuando esos datos se almacenan en documentos o lugares distintos, es difícil verlos todos en su contexto. Están ansiosos por ver cómo QPC podría simplificar el hilo digital para calificar las piezas metálicas impresas en 3D porque saben que es tan importante como la producción adecuada para resolver el rompecabezas.

Nuestra extensa experiencia en el flujo de trabajo digital de la AM de metales puede ser también una parte clave de esa ecuación, ayudándonos a hacer avanzar la industria. Es un activo valioso para generar confianza entre las empresas aeroespaciales, muchas de las cuales acuden a nosotros no sólo para la producción, sino también para que les ayudemos a dar sentido a su valioso expertise. Y cuantas más empresas puedan hacerlo, mejor para todos; de hecho, es vital para la normalización.

Para Materialise, la intención es llevar la impresión 3D de metales al sector aeroespacial del mismo modo que trabajamos con componentes plásticos. Sabemos que es una necesidad de muchos de nuestros clientes, y vemos que el sector avanza. El proceso puede llevar tiempo, pero es inevitable que lo consigamos. Hasta entonces, seguiremos haciendo lo que podamos para ayudar: asegurándonos de que controlamos aún más nuestros procesos, desde los proveedores hasta los productos que recibimos; compartiendo los datos que podamos y ayudando a otros a organizar los suyos; y buscando la normalización en todo el sector de la impresión 3D.

Naturalmente, no podemos hacerlo solos. Para que este proceso avance de verdad, necesitamos que la industria aeroespacial esté dispuesta a tantear el terreno, afrontar nuevos retos y depositar su confianza en la impresión 3D sobre metal. Buscar aplicaciones que puedan mejorarse con esta tecnología, nuevas soluciones a problemas existentes, verá rápidamente que los metales aportan tantas ventajas a toda su cadena de suministro como los componentes plásticos. Proveedores como Materialise están perfectamente situados para ayudarle a conseguirlo: lo único que falta es iniciar la conversación.