Sinergia

El Centro de excelencia de la fabricación aditiva

Nuevas asociaciones acelerarán los estándares y la innovación de impresión en 3D

Por Cicely Enright

Desde productos de consumo y de uso médico personalizados hasta piezas rápidamente reproducibles para aviones y automóviles, la fabricación aditiva está cambiando drásticamente la forma en que pensamos el proceso de fabricación.

Regularmente, se introducen nuevos materiales, tecnologías y máquinas de fabricación aditiva o AM (por sus siglas en inglés). Analistas como McKinsey señalan que el impacto general del mercado de AM podría superar los 100 000 millones de dólares para el año 2025.

La necesidad de un fundamento técnico para esta floreciente área nunca ha sido tan grande. Los estándares pueden ayudar a garantizar que la AM continúe prosperando, impulsando la innovación y mejorando nuestra calidad de vida.

Por esta razón, este año ASTM International lanzó su primer Centro de excelencia dedicado a la AM.

Con sus socios Auburn University, la NASA, el desarrollador de tecnología aplicada EWI y Manufacturing Technology Centre, del Reino Unido, el Centro de excelencia unifica el desarrollo de estándares con I+D.

“Esta colaboración cambia las reglas de juego y desarrollará una sólida base para el futuro de la fabricación aditiva”, señala Katharine Morgan, presidenta de ASTM International. “La sinergia entre los socios — combinada con el trabajo pionero del comité de fabricación aditiva de ASTM — ayudará a llenar los vacíos de la industria y a acelerar la innovación”.

La necesidad de acelerar los estándares de AM

En los últimos años, las actividades de I+D han contribuido al desarrollo de estándares para tecnologías innovadoras de manera informal y a, menudo, ineficiente. Los rápidos avances tecnológicos vienen acompañados de vacíos de conocimiento — y de vacíos en estándares — que deben llenarse para permitir la innovación y uso difundidos en el mercado.

En 2017, ASTM International identificó la fabricación aditiva como un sector que seguía considerablemente afectado por la falta de alineación entre las comunidades de desarrollo de estándares y de innovación.

Por esta razón, ASTM lanzó una solicitud de propuestas en noviembre. La respuesta fue enorme, con más de 100 participantes en webinars y numerosas cartas de consulta. Finalmente, un panel integrado por líderes de la industria, el gobierno y el ámbito académico examinó 27 propuestas de alta calidad y entrevistó a varios finalistas.

En marzo, se anunció una colaboración ganadora (Auburn, EWI y la NASA), más un socio no estadounidense seleccionado en mayo (Manufacturing Technology Centre).

Cada socio posee fortalezas en el campo de la AM que jugarán un papel integral en el centro, según Brian Meincke, vicepresidente de Desarrollo de negocios e innovación industrial. “Van a desarrollar algo totalmente nuevo que ayudará al florecimiento real de la fabricación aditiva”.

Una mirada a los planes de operaciones del COE

Como parte de sus iniciativas coordinadas en materia de I+D para promover los estándares de AM con más rapidez, el enfoque del COE incluye un centro dedicado, socios nacionales e internacionales y proyectos específicos.
En este contexto, un comité de conducción y el equipo de gestión supervisará y coordinará las áreas de enfoque clave:

• I+D;
• estándares y certificación;
• educación y desarrollo de la fuerza laboral, y
• consorcios de industrias.

El equipo de I+D ya se reunió en mayo en Auburn University. Los asistentes discutieron la forma en que el centro planificaría las prioridades de sus proyectos que podrían ser financiados por ASTM International, por el consorcio de industrias y por fuentes externas.

El grupo identificó vacíos apremiantes, como la forma de reutilizar o reciclar las materias primas no utilizadas, como el polvo de metal; cómo eliminar los residuos después de la impresión y cómo realizar las pruebas de fatiga. El grupo también discutió la forma en que I+D debería ser lo más amplio posible con la participación del comité de tecnologías de AM de ASTM (F42) y muchos otros relacionados con metales, compuestos, polímeros, fatiga y fractura.

Estas actividades de I+D serán cruciales para promover la estandarización y la certificación, otra área de enfoque principal del centro.

Un grupo de tareas de investigación e innovación de reciente formación (F42.90.05) canalizará los proyectos a los subcomités del F42. (Vea en la barra lateral más información sobre el F42 y otros comités que trabajan en estándares relacionados con la AM). Las asignaciones de nuevos estándares podrían enfocarse en las materias primas, como el polvo de metal, los métodos de prueba de calidad de materiales, orientación sobre las aplicaciones, etc.

En última instancia, los nuevos estándares promoverán la AM adoptando un idioma común, materiales y procesos coherentes, pruebas eficientes y el uso de aplicaciones. Luego, los estándares fortalecerán las relaciones entre compradores y proveedores, permitirán obtener resultados repetibles y permitirán realizar comparaciones de rendimiento.

Además, la siguiente generación de profesionales de la fabricación podrá capacitarse sobre la base de los estándares desarrollados. El centro tiene previsto crear asociaciones entre la industria y el ámbito académico; promover la educación, capacitación, pruebas de competencia y certificación, y organizar más eventos, talleres y simposios.

Por ejemplo, los cursos de capacitación podrían basarse en la serie de webinars sobre AM de ASTM International que cubren los principios, el diseño, el procesamiento y la caracterización y análisis de materiales.

En cada una de las áreas descritas, habrá un socio listo para ofrecer sus conocimientos especializados.

• EWI aportará su red de la industria y su entendimiento del procesamiento y caracterización de materiales, además de las pruebas;
• la NASA aportará su liderazgo global en estándares aeroespaciales y de la aviación;
• Auburn aportará su experiencia en I+D, así como su compromiso con la educación y la capacitación, y
• MTC, del Reino Unido, aportará su floreciente I+D y liderazgo en pruebas en Europa, aprovechando su propio Centro nacional para la fabricación aditiva.

Además, un panel asesor proporcionará orientación estratégica al comité directivo.

Palabras finales

Para una pequeña compañía que busca probar las posibilidades de la AM para su industria, o para una empresa más grande que se encuentra desarrollando su cadena de suministro de AM, la promesa del COE debe ofrecer estándares, capacitación, pruebas,
certificación, etc.

Como señala Morgan, “Queda claro que este nuevo centro tiene el potencial para forjar el futuro de industrias como la aeroespacial, automotriz, médica y otras”.

Referencias
1. Bromberger, Jorg, and Kelly, Richard, “Additive Manufacturing: A Long-Term Game Changer for Manufacturers.”

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Los comités de ASTM International apoyan el trabajo en estándares de AM

Varios comités de ASTM International han asumido el trabajo sobre estándares para la fabricación aditiva.

La esencia de este trabajo es el grupo de tecnologías de fabricación aditiva (F42). El comité de AM ha finalizado — a través de la colaboración de sus más de 550 miembros de más de 20 países — cerca de dos decenas de estándares, con más de 15 actualmente en proceso. Representantes de compañías de AM grandes y pequeñas, organizaciones académicas y de pruebas, organismos gubernamentales y consultoras se han reunido en persona y en forma virtual desde 2009 para planificar y desarrollar estándares.

Otros comités también contribuyen al desarrollo de estándares. La consideración de la limpieza se plasma en los estándares en desarrollo a través del comité de materiales médicos y quirúrgicos (F04), para el rendimiento a más largo plazo de los materiales en el comité de fatiga y fractura (E08), para la forma de probarlos mecánicamente (E28), para la especificación de materiales en metales livianos y aleaciones (B08), polvo de metal y productos a base de polvo de metal (B09), plásticos (D20) y compuestos (D30).

Los estándares en el sector de AM prueban la tasa de flujo del polvo metálico y especifican los materiales plásticos y aleaciones de metal para la AM, guían la deposición de metales de energía dirigida y guían los principios de las piezas de AM adquiridas. Varios se publican como estándares conjuntos con la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) a través de un acuerdo con la Organización de Desarrollo de Estándares Asociada.