SUPPORT-ZERO. Evolución de proceso térmico en Tecnología de Fabricación Aditiva en metales para la minimización de soportes mediante análisis físico y analítico del proceso.
Las tecnologías de Fabricación Aditiva (FA) permiten la producción de productos con geometrías más complejas que las obtenidas mediante tecnologías de fabricación tradicionales. La principal característica de las tecnologías de FA es que las piezas o productos se fabrican por la sucesiva adición selectiva de material, directamente a partir de un fichero digital con la geometría de la pieza CAD 3D.
El fichero CAD 3D, se transforma en un fichero en formato STL que está formado por una malla triangular que hay que verificar dependiendo de la tecnología. La información geométrica de este fichero digital, incluye además de la geometría de la pieza a fabricar, una geometría auxiliar (soportes) para garantizar una adecuada fabricación. Una vez se dispone de un fichero stl verificado se divide en finísimas capas, este proceso de capeado se realiza en un software especifico para estas tecnologías. El fichero de capas se transmite a la máquina o impresora 3D donde se asignan los parámetros de fabricación (depende del tipo tecnología de fabricación aditiva) y se procede a su fabricación. Cuando se ha terminado la fabricación se extrae la pieza de la máquina, se eliminan los soportes y se aplica el post proceso requerido para finalizar la pieza.
Los soportes en tecnologías de fabricación aditiva en metal cumplen la función de disipación térmica para que el material procesado no sobrepase la temperatura de ebullición. Por tanto, los soportes son geometrías de sacrificio que implican grandes costes de producción y postprocesos. Por ello, minimizar los soportes o incluso eliminarlos supondría un gran paso para hacer más competitiva la fabricación aditiva en metal.
El proyecto SUPPORT-ZERO- Evolución de proceso térmico en Tecnología de Fabricación Aditiva en metales para la minimización de soportes mediante análisis físico y analítico del proceso- tiene por objetivo reducir e incluso eliminar la necesidades de fabricar soportes en las Tecnologías de Fabricación Aditiva de metales, mediante la obtención de un método que correlaciona la geometría de las piezas, la energía aportada y la conductividad del material. Para este objetivo se pretende generar un método simplificado por MEF que será ajustado durante el proyecto con pruebas experimentales.
Para la consecución del objetivo principal del proyecto se están desarrollando las siguientes actividades:
- Caracterización del haz de electrones y cómo sus principales parámetros afectan a la fabricación y en concreto a cómo afectan a la evacuación térmica. La evacuación térmica es el fenómeno principal por el que es necesario incluir soportes en caso de piezas metálicas.
- Simulación del proceso de Electron Beam Melting basado en el Método de Elementos Finitos mediante la caracterización térmica del proceso capa a capa.
- Demostración de los resultados del proyecto mediante el desarrollo de piezas industriales. Se seleccionarán casos en diferentes materiales (titanio y cobre) para comprobar que el procedimiento desarrollado servirá para cualquier metal que sea procesado por la tecnología Electron Beam Melting.
El presente proyecto de I+D, con expediente IMDEEA/2017/145, está cofinanciado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) y los Fondos Europeos para el Desarrollo Regional (Fondos FEDER).
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