Fabricación de una pieza monolítica con canales de refrigeración integrados: la propuesta de valor de Meltio

En comparación con otras tecnologías de fabricación aditiva metálica y los métodos tradicionales, ACNS eligió la tecnología industrial de láser de hilo metálico de Meltio por varias ventajas claras:

• Hilo en lugar de polvo: El hilo es económico, está disponible en calidades certificadas, se deposita en su totalidad y es totalmente seguro. Se puede utilizar en un taller convencional sin necesidad de manipular polvos peligrosos ni de disponer de instalaciones específicas y aisladas.
• Láser en lugar de arco: El proceso láser proporciona un cordón más fino y un menor aporte de calor en comparación con la fabricación aditiva por arco con alambre (WAAM). Esto se traduce en un control dimensional mucho mejor y un menor margen de mecanizado.
• Integración abierta en lugar de una máquina cerrada: Meltio proporciona el motor de deposición y ACNS construye la célula a su alrededor. Dado que el cabezal se integra en un robot industrial estándar (como Fanuc), el espacio de construcción es tan grande como el alcance del robot. Además, la deposición y el mecanizado pueden combinarse dentro de la misma célula.

Como integrador de automatización y robótica, en lugar de fabricante directo de piezas, ACNS utiliza su célula Meltio para el desarrollo, la homologación, las demostraciones a clientes potenciales y la creación de piezas de viabilidad para clientes y socios académicos.

La decisión de recurrir a las tecnologías de fabricación aditiva (AM) surge directamente de las demandas de los clientes que la fabricación convencional tiene dificultades para satisfacer. Entre ellas se incluyen piezas de gran tamaño necesarias en pequeñas cantidades, la sustitución de piezas desgastadas con largos plazos de entrega, utillaje único y, lo que es más importante, geometrías internas a las que el mecanizado tradicional simplemente no puede acceder. Para ACNS, la fabricación aditiva no sustituye al mecanizado ni a la soldadura, sino que los complementa a la perfección.

En este proyecto de demostración, ACNS se centró en un reto industrial universal: la gestión térmica. La capacidad demostrada se aplica a diversos sectores, permitiendo la refrigeración conformada de moldes y utillajes, carcasas y colectores refrigerados en equipos energéticos y de proceso, y piezas mecánicas refrigeradas para aplicaciones de alto rendimiento.

Tradicionalmente, los canales de refrigeración vienen dictados por lo que puede alcanzar un taladro, lo que da lugar a un diseño comprometido que a menudo requiere un circuito taladrado, tapones y una cubierta sellada.

Con la tecnología de Meltio, el canal de refrigeración se crea durante el proceso de deposición, siguiendo de forma natural la superficie que debe refrigerarse. Una pieza monolítica sustituye a un complejo conjunto de varias piezas. ¿El resultado? Menos vías de fuga, menos referencias de piezas y la eliminación completa de las operaciones de sellado y montaje. Por fin, la refrigeración es una mera elección de diseño, no una concesión en la fabricación.

Aunque no se han cuantificado los ahorros exactos —puesto que se trata de un prototipo sin una pieza de referencia del cliente ni un volumen de producción en serie—, las ventajas estructurales son evidentes. Las reducciones de costes se derivan naturalmente de:

• La eliminación total de las operaciones de montaje y sellado
• Una reducción significativa del número de piezas
• Ahorro en material que ya no es necesario mecanizar.

Además, dado que el cabezal Meltio funciona con un robot industrial estándar, un taller puede adoptar este proceso de vanguardia sin necesidad de unas instalaciones especializadas en polvo ni de operadores de fabricación aditiva altamente especializados. La misma célula también puede utilizarse para reparar y reconstruir piezas desgastadas ya existentes.

Cuando se les pregunta si recomendarían la tecnología Meltio para la fabricación en series largas de piezas metálicas industriales, ACNS es clara: los métodos tradicionales como la fundición, la forja y el mecanizado siguen siendo los más adecuados para grandes volúmenes.

Sin embargo, Meltio es muy recomendable para piezas únicas, series pequeñas, componentes de gran tamaño, la reparación de piezas de alto valor y geometrías internas complejas —como este cilindro de refrigeración monolítico— que los procesos de fabricación convencionales simplemente no pueden producir.