Catec participa en el desarrollo de nuevos procesos láser para componentes metálicos fabricados mediante impresión 3D
El proyecto europeo CLASCO, coordinado por la Universidad Técnica de Dresde, ha desarrollado una cadena de procesos para el posprocesado de componentes metálicos complejos fabricados mediante fabricación aditiva. La iniciativa combina pulido láser, microestructuración, monitorización de procesos, gemelos digitales e inteligencia artificial y ha validado las tecnologías en demostradores destinados a aplicaciones aeroespaciales y médicas.
El proyecto CLASCO (Climate Neutral and Digitalized Laser-Based Surface Functionalization of Parts with Complex Geometry) se desarrolló entre enero de 2023 y junio de 2026 con un presupuesto aproximado de 4,83 millones de euros, financiado a través del programa Horizon Europe. El consorcio, coordinado por la Universidad Técnica de Dresde bajo la dirección del profesor Andrés Fabián Lasagni, estuvo formado por 13 socios de seis países europeos. Entre ellos se encuentra Catec, que ha liderado los desarrollos de fabricación aditiva mediante PBF-L/M de probetas y demostradores de Scalmalloy para los casos de uso relacionados con la aviación comercial y el espacio.
La fabricación aditiva de metales permite producir componentes ligeros con geometrías complejas que pueden resultar difíciles de obtener mediante procesos convencionales. Sin embargo, las superficies obtenidas mediante impresión 3D presentan habitualmente una rugosidad que hace necesario aplicar tratamientos específicos para determinadas aplicaciones. CLASCO ha abordado este problema mediante una cadena de procesos que combina dos tecnologías láser. En una primera etapa, el pulido láser permite reducir la rugosidad superficial sin contacto físico y, posteriormente, el proceso Direct Laser Interference Patterning (DLIP) genera microestructuras definidas en zonas seleccionadas de la pieza.
Pulido y microestructuración láser
La combinación de ambos procesos permite modificar de forma controlada determinadas propiedades de las superficies en función de los requisitos de cada aplicación. En los trabajos desarrollados durante el proyecto, el pulido láser redujo la rugosidad característica de las piezas fabricadas mediante impresión 3D desde valores de entre 10 y 30 micrómetros hasta menos de un micrómetro. En una segunda fase, la tecnología DLIP permitió generar estructuras regulares a escala micrométrica y modificar propiedades como la humectabilidad, el comportamiento frente a la corrosión o la interacción entre las superficies de implantes y los materiales biológicos.
“Con CLASCO hemos demostrado que podemos adaptar la superficie de complejos componentes metálicos impresos en 3D a requisitos específicos, al tiempo que supervisamos digitalmente el proceso de fabricación. Esto sienta una base importante para que este tipo de componentes pueda utilizarse de manera más eficiente en aplicaciones industriales altamente exigentes”, afirma el profesor Andrés Fabián Lasagni, titular de la Cátedra de Fabricación Basada en Láser de la Universidad Técnica de Dresde y coordinador del proyecto.
Desarrollos para aplicaciones aeroespaciales
Catec ha participado en el desarrollo de probetas y demostradores de Scalmalloy mediante fabricación aditiva por PBF-L/M y en la selección de configuraciones de parámetros para los procesos de pulido y estructuración láser. En los casos de uso de aviación comercial y espacio, estos tratamientos se han orientado a mejorar la resistencia a la corrosión y reducir el coeficiente de fricción. El centro tecnológico también ha estudiado el posible efecto de los tratamientos láser sobre las propiedades del material mediante ensayos de tracción, fatiga y tensiones residuales. Además, se han realizado ensayos de fatiga sobre los demostradores fabricados para evaluar su comportamiento después del tratamiento.
Evaluación de la sostenibilidad
La sostenibilidad de la fabricación aditiva metálica también ha formado parte de los trabajos de CLASCO. Los estudios realizados durante el proyecto señalan que la reducción del consumo de material durante la fabricación no implica por sí sola un menor impacto ambiental. Para evaluar este aspecto es necesario considerar el conjunto de la cadena de proceso, incluidos factores como la producción del polvo metálico, su recuperación y reutilización, el tiempo de procesamiento, las necesidades energéticas y el consumo de gases inertes.
Los resultados del proyecto identifican la reutilización del polvo metálico y la eficiencia de las operaciones de posprocesado como factores relevantes para reducir el impacto ambiental de la fabricación aditiva metálica. El trabajo desarrollado aporta además información sobre las condiciones en las que estas tecnologías pueden utilizarse de forma más eficiente en el uso de recursos.
Transferencia de los resultados
Con la finalización de CLASCO, los socios prevén continuar con el desarrollo y transferencia de las tecnologías estudiadas hacia aplicaciones industriales. Entre las vías previstas figuran su incorporación a sistemas industriales y servicios de mecanizado, el licenciamiento tecnológico, la investigación por contrato y la puesta en marcha de nuevos proyectos de I+D. Los próximos trabajos estarán orientados a aumentar la robustez y eficiencia de los procesos y a trasladar las metodologías desarrolladas a nuevas aplicaciones.
Además de los sectores aeroespacial y médico, los resultados pueden aplicarse a otros ámbitos en los que se utilicen componentes metálicos complejos y de alto valor añadido que requieran superficies con propiedades definidas. El consorcio de CLASCO ha estado integrado por TU Dresden, Catec, SYLAS, New Infrared Technologies, Z Prime, ABCircular, Airbus Defence and Space, CT Ingenieros, la Sociedad Alemana de Ciencia de Materiales (DGM), SurFunction, DePuy Ireland, Steinbeis 2i y nLIGHT.
