Impresión 3D de cobre

Redacción
Martes, 18 Julio 2017
Impresión 3D de cobre - impresoras 3D

GH Electrotermia S.A., matriz del Grupo GH y con sede en Valencia (España), es una de las principales empresas tecnológicas de calentamiento por inducción de metales para aplicaciones industriales a nivel mundial. Con una experiencia de más de 50 años, 50 países y 4000 clientes, GH ofrece soluciones llave en mano a diferentes sectores industriales: automoción, cable, tubo, ferrocarril, etc.

Ahora, en colaboración con Aidimme (Instituto Tecnológico Metalmecánico, Mueble, Maderea, Embalaje y Afines), ha desarrollado una investigación para  obtener las condiciones de procesado adecuadas en la tecnología EBM con el fin de poder fabricar piezas densas y geométricamente muy complejas con cobre comercialmente puro (99,95%) para aplicaciones industriales. Adicionalmente se ha realizado una caracterización del polvo de partida y del material procesado relacionando los resultados con la reutilización del polvo de cobre que se utiliza como materia prima.

 Con la tecnología EBM (impresión 3D por haz de electrones) se pueden fabricar piezas geométricamente muy complejas completamente densas a partir de la fusión de un lecho de polvo metálico —capa por capa— mediante un cañón de haz de electrones en alto vacío, desde un archivo CAD 3D. Los materiales que se utilizan habitualmente en la tecnología EBM son Ti6Al4V, Ti6Al4V ELI, Titanio grado 2 y cobalto-cromo ASTM F75, pero en la actualidad es posible conseguir piezas fabricadas en otros materiales metálicos, aunque todavía es necesario aumentar el rango de materiales y, por tanto, el rango de aplicaciones.

El desarrollo experimental se ha enfocado hacia la obtención de parámetros estables que garantizaran una completa densificación del material fundido  con una alta productividad, para ello, se ha trabajado en la definición de las características especificas del polvo de partida, su producción dentro de los rangos establecidos, la determinación de dimensiones y naturaleza de la placa de fabricación, obtención de unos parámetros de calentamiento en continuo, capa a capa, que garantice una óptima sinterización del polvo, se ha trabajado en la adaptación de ciertos elementos del hardware de la máquina a las particularidades del nuevo material y finalmente, se han definido una serie de los parámetros de fusión del material (contorno, interior, estructuras y soportes) que conjuntamente han hecho posible disponer de un sistema robusto de producción en cobre.

Tres años más tarde, GH Electrotermia y Aidimme son los únicos capaces de imprimir cobre puro en 3D a nivel industrial. Una técnica de la que ya se está beneficiando Renault, en Valladolid, Scania, en Suecia, Volvo y Skoda, según informa El Mundo.

El polvo de cobre se coloca en contenedores que lo suministran a la máquina. El material se reparte en una capa uniforme de 60 micras de grosor. «Entonces se calienta para conducir el calor a todo el lecho y que las partículas estén más receptivas», explica el responsable de I+D y mercados estratégicos de Aidimme, Luis Portolés. Después comienza la fase de fusión, donde el haz de electrones funde el polvo de cobre que se quiere solidificar. Básicamente se reduce a repartir material, calentar y fundir. Así, capa por capa, hasta obtener la geometría completa.

El equipo es capaz de fabricar entre 12 y 16 bobinas en cada tirada. «No tiene sentido hacer una sola pieza por producción», señala el responsable de nuevos procesos de fabricación de Aidimme, José Ramón Blasco. «No hay nadie que pueda hacerlo así, industrialmente», añade. Uno de los grandes logros de esta colaboración instituto-empresa ha sido eliminar los problemas de porosidad. Los inductores están diseñados con canales por dentro para que pase el agua cuando se enfrían. Los investigadores han conseguido eliminar esos poros a pesar de la delgadez de las paredes de la pieza.

Las ventajas de la nueva tecnología son muchas. Una es la productividad. «Somos capaces de fabricar entre 16 y 24 piezas por semana», dice Blasco. Además, con la impresión 3D, al eliminar las soldaduras, aumenta el ciclo de vida de los inductores. «Como mínimo, se duplica, pero en algunos casos hasta se triplica», afirma el CEO de GH Electrotermia. Sin olvidar la personalización de los productos, ya no sólo de los inductores, que se pueden adaptar a las piezas que se van a inducir, sino de las propias piezas, que ya no están limitadas por las posibilidades de los inductores. Y, por último, el coste. «Cuando ya tienes el proceso industrializado, el coste es menor», agrega Moratalla.

Etiquetado como: Cobre
Aplicación: Tecnología
País: España