COMPONENTES BIMATERIALES 50 Oihane Murua, Aizpea Urresti, Jon Iñaki Arrizubieta, Eneko Ukar, Aitzol Lamikiz, del Centro de Fabricación Avanzada Aeronáutica (CFAA) En el año 2022 el mercado global de la fabricación aditiva para aplicaciones aeroespaciales se estima en casi 1.000 M$ y para el año 2030 se estima que alcance el valor de 3.500 M$, con un crecimiento anual del 18,1% [1]. Este crecimiento se debe principalmente en dos factores: por un lado, en el desarrollo de materiales y procesos específicos y que han permitido expandirse a la fabricación aditiva y, por otro lado, las ventajas que ofrece en comparación con otras tecnologías de fabricación como el mecanizado, la forja o el conformado. La FA permite una personalización de componentes, haciendo rentable la fabricación de lotes pequeños e incluso unitarios. De esta manera, posibilita la reparación de componentes (operaciones de MRO) y facilita el mantenimiento de productos obsoletos (legacy parts) cuyo repuesto no sería económicamente viable de otra manera. Además, gracias a que la FA permite la fabricación de componentes con una geometría cercana a la final, elevado buy-to-fligh ratio, se reduce la cantidad de desperdicio que se genera. Esta ventaja al mismo tiempo se traduce en otros dos beneficios, ya que un consumo más eficiente de la materia prima permite un uso más responsable de los recursos naturales y abarata el coste del tratamiento de los residuos generados, como sería el material en forma de viruta que se produce en la operación de mecanizado. Por último, habría que subrayar que la FA permite un diseño de componentes prácticamente libre de restricciones geométricas y con un peso reducido, siendo ambos factores críticos para el sector aeroespacial, donde una reducción de peso resulta en un ahorro de combustible y por lo tanto de costes de operación e impacto ambiental de la aeronave durante su vida útil. Gracias al empleo de la FA los ingenieros encargados del diseño de los componentes pueden plantearse geometrías complejas y topológicamente optimizadas para la función exacta que deben cumplir. Además, la FA permite fabricar conjuntos de componentes en una única pieza, lo que supone una simplificación considerable de las posteriores operaciones de montaje. Pero las ventajas no se limitan únicamente a mejoras en el diseño, sino que la FA permite combinar diferentes materiales e incluso variar la composición de estos de manera progresiva, lo que resulta en una optimización de las propiedades de los componentes. APLICACIONES DE LA FABRICACIÓN ADITIVA MULTIMATERIAL A día de hoy se puede afirmar que las piezas fabricadas mediante FA ya están en otro planeta: el rover Perseverance FABRICACIÓN ADITIVA DE COMPONENTES BIMATERIALES PARA LA MEJORA DE PRESTACIONES DE LOS MOTORES AEROESPACIALES La fabricación aditiva (FA), o también conocida como impresión 3D, es el conjunto de procesos en los que partiendo de una base se va añadiendo el material de aporte hasta obtener la geometría final. Por lo que, se pueden diferenciar operaciones de FA como: 1) fabricación de un componente nuevo partiendo desde cero, 2) recubrimientos de componentes en aquellas regiones que vayan a estar sometidas a unas condiciones de trabajo que requieran unas propiedades específicas, o 3) reparación de componentes que durante su uso hayan sufrido un desgaste o deterioro y la FA permite aumentar su vida útil.
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