Hacia una economía circular y baja en carbono

Fabricación avanzada de productos manufactureros tradicionales mediante tecnologías de Additive Manufacturing (AMFAB)

La Fabricación Aditiva o Additive Manufacturing (AM), consiste en manipular material a escala micrométrica y depositarlo de forma muy precisa para construir un sólido capa a capa a partir de un fichero CAD. Son muy diversas las tecnologías que permiten fabricar piezas por este principio, lo que ha supuesto una revolución industrial. 

Dentro de las tecnologías de AM (conocidas popularmente como impresión 3D), está muy extendida la tecnología del Modelado por Deposición de Material Fundido (FDM), consistente en la extrusión de filamentos de materiales termoplásticos a través de una boquilla que deposita capa a capa el modelo a construir. Esta técnica permite la obtención de geometrías extremadamente complejas, pudiendo trabajar con materiales diversos. No obstante, existe el inconveniente de la dependencia de los proveedores de tecnología y de la no disponibilidad de formulaciones con propiedades especiales.

Las empresas manufactureras están demandando de forma creciente el desarrollo de productos totalmente personalizados, de series cortas o piezas con funcionalidades y/o propiedades innovadoras como aspecto similar a la madera, cambios de color, electroconductividad, absorción de impactos, propiedades antimicrobianas, e incluso la incorporación de más materiales biodegradables y/o medioambientalmente sostenibles.

Por estas razones, surge entre AIJU, AITEX e INESCOP la idea de colaborar en esta propuesta de Investigación y Desarrollo, con el objetivo fundamental de mejorar la competitividad de las empresas del sector juguetero, textil y de calzado de la Comunitat Valenciana mediante la aplicación de estas tecnologías de fabricación aditiva (AM) para la obtención de piezas funcionales y/o personalizadas para cada sector industrial, desarrollando para ello tanto materiales según los requisitos solicitados, como herramientas informáticas para el diseño de producto, tanto en herramientas para el paso de superficies de 3D a 2D e inversa, como para incorporar texturizados 2D en superficies 3D.

Esto también se hará extensible todos los demás sectores industriales como (compounders, moldistas, envase y embalaje, automoción, etc.) e incluso a los ciudadanos y población de la Comunitat, ya que repercutirá positivamente sobre pilares socio-económicos fundamentales para la población en general, como pueden ser la creación de empleo o la mejora del Estado del Bienestar. 

Para ello, AIJU, AITEX e INESCOP colaborarán en el desarrollo de un sistema integrado de fabricación avanzada de piezas funcionales y/o personalizadas para cada sector industrial, obtenidas mediante FDM desarrollando nuevas formulaciones de materiales poliméricos funcionalizados, filamento apropiado para su procesado y herramientas de diseño para esta tecnología, que permitan finalmente a las empresas manufactureras ofrecer a los usuarios finales productos a medida con características novedosas, no presentes actualmente en el mercado.

Los resultados obtenidos se pueden dividir en tres:

  • Materiales intermedios (Compounds). Pueden usarse como materiales de partida para la fabricación de multifilamentos y monofilamentos. La idea de hacer multifilmentos deriva de la necesidad de usar tejidos soporte para imprimir sobre los mismos los prototipos. Por otra parte, los hilos monofilamento se podrán usar como filamentos para la impresión FDM.
  • Hilos monofilamento que pueden usarse como materia prima en la impresión 3D. La impresión 3D se basa en el uso de filamentos poliméricos que se funden y depositan capa a capa, para de esta forma, obtener el espécimen deseado.
  • Tejidos de soporte para piezas de impresión 3D. Los hilos multifilamento desarrollados durante las primeras etapas del proyecto se utilizaron para fabricar distintos tejidos. Los hilos seleccionados fueron aquellos que contenían cargas conductoras térmicas y eléctricas. Esto se hizo ya que los soportes para impresión 3D deben de tener ciertas características especiales. Además, la capacidad de disparar el calor de los tejidos conductores térmicos facilitará la impresión 3D de las primeras capas de tejidos. El efecto de los parámetros de tejeduría y de las concentraciones de carga en las propiedades térmicas y eléctricas fueron otros de los parámetros estudiados.

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