El Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Magallanes diseñó, fabricó y montó una máquina que permite estudiar la viabilidad técnica y económica de la producción de repuestos para grandes equipos como camiones mineros, barcos y aviones.
Esta innovación es única en Chile y se desarrolló gracias al trabajo colaborativo universidad-empresa.
En un ejemplo para la industria y la academia a nivel nacional, investigadores de la Universidad de Magallanes (UMAG), en colaboración con el astillero ASMAR Magallanes, implementaron una impresora 3D en metal para piezas industriales.
Según explicó el director del Departamento de Ingeniería Mecánica, Sergio Ríos, la tecnología se llama Deposición con Energía Dirigida (Directed Energy Deposition DED), que “básicamente aplica tecnología de soldadura robótica, como la que se ha usado por largo tiempo para la recuperación de piezas que presentan un desgaste severo. Aquí las piezas están hechas casi enteramente de material de soldadura. Y justamente esta condición hace que DED sea una opción superior, entre las tecnologías de impresión 3D metálica, para la fabricación de componentes medianos y grandes, que deben soportar grandes exigencias”.
La idea surgió desde el Departamento de Ingeniería Mecánica de la UMAG, donde trabajaron en el diseño de esta tecnología y luego contaron con la colaboración de ASMAR para fabricar las piezas estructurales y realizar el montaje de la máquina, aprovechando las capacidades humanas y técnicas del astillero.
“Esta máquina nos permite atender las necesidades de la industria, en cuanto a estudios técnico-económicos, en varias aleaciones, que prometen revolucionar la cadena de valor nacional al incorporar esta tecnología. De hecho, agradecemos la visión y compromiso de Komatsu, quienes nos han encomendado fabricar un importante componente de acero de 30 kilos. Por otro lado, esta máquina viene a reforzar la red de académicos del área manufactura nacional e internacional, con quienes colaboramos activamente en diversas iniciativas. Y esperamos celebrar el inicio de las operaciones durante el mes de agosto”, agregó Ríos, quien es Doctor en Manufactura.
El académico destacó que esta iniciativa en innovación tecnológica y colaboración universidad-empresa es un ejemplo a nivel nacional. “Se trata del diseño, fabricación y montaje de una máquina impresora 3D en metal para piezas industriales, que nos permite estudiar la viabilidad técnica y económica de la producción de repuestos para grandes equipos como camiones mineros, barcos y aviones”, subrayó.
Ríos explicó que “la impresión 3D de componentes de máquina es desafiante, porque se debe garantizar que el material soportará las condiciones de operación. Para lograrlo, se requiere controlar un delicado equilibrio entre la composición química de los materiales utilizados y los parámetros del proceso de impresión. Luego, cuando consideramos piezas metálicas y sobre todo piezas que están sometidas a varias toneladas de carga, más vibraciones, alta temperatura, etcétera, el desafío es aún mayor”.
A nivel internacional existen algunos ejemplos destacados del uso de este tipo de maquinaria: la fabricación de una hélice en bronce, por Ramblab (Holanda); un marco estructural del avión de combate Eurofighter Typhoon en titanio, por WAAM3D y Cranfield University (Reino Unido); y los cohetes de aluminio, Relativity Space (EEUU).
¿Por qué tomarse la molestia de usar un proceso tan sofisticado? “Se generan ahorros tremendos en el tiempo de entrega y se reduce el desperdicio de energía y materiales. Por ejemplo, respecto al marco del Eurofighter Typhoon, se redujo su tiempo de entrega de 100 semanas a 100 días. Cada pieza es un caso aparte, pero es común ahorrar más del 50% del tiempo y materiales, con el consecuente impacto en los costos”.
Un aspecto relevante es que la decisión del profesor Ríos de diseñar la máquina se debió a que no era posible acceder a fondos concursables. Así, se dedicó durante 2019 a trabajar en ello y la UMAG dispuso de fondos para comprar materiales. “Luego, yo hablé con el astillero sobre la posibilidad de que nos fabricaran algunas piezas, conversé con varias empresas locales y el desarrollo de eso fue que finalmente las cuatro empresas a quienes les pedí ayuda, todas colaboraron y finalmente la mayor parte del trabajo se lo llevó el astillero con la fabricación de la mayor parte de la estructura de la máquina”, explicó el investigador.
“Es una iniciativa que responde a resolver las problemáticas localmente, de la mano de la industria antes que estar esperando un fondo concursal, en el que pueda o no calzar con las necesidades que uno tiene, sobre todo un tema tan disruptivo como éste”, puntualizó.
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