Por Vivienne Machi
Conectores de aluminio impresos en 3D para una estructura compuesta de carbono
Foto: CIMP-3D en el Laboratorio de Investigación Aplicada, Universidad Estatal de Pensilvania
A medida que la tecnología de fabricación aditiva se hace más frecuente, los ingenieros ahora están trabajando en formas de imprimir en 3D diferentes materiales en conjunto para producir piezas rentables y sostenibles para la industria aeroespacial.
La fabricación aditiva implica el proceso de utilizar software de modelado y equipos especializados para construir capas de material en un objeto tridimensional.
Primes incluyendo Lockheed Martin y Boeing, contratistas de alto riesgo y laboratorios universitarios y gubernamentales están explorando cómo imprimir en 3D un componente que contiene elementos de diferentes materiales, particularmente metales. Esto podría llevar a piezas que proporcionan robustez en un área y conductividad térmica en otros, reduciendo el tiempo de desarrollo y fabricando productos más duraderos.
La aplicación de fabricación aditiva para crear materiales multifuncionales permitiría a los ingenieros adaptar los requisitos de diseño y optimizar el material de las piezas en consecuencia, dijo Zach Loftus, un experto en fabricación aditiva de Lockheed. La compañía emplea la impresión 3D para construir piezas de vuelo y herramientas para muchos de sus sistemas espaciales.
En la fabricación tradicional, un componente fabricado con un material de alta resistencia puede conectarse mediante un perno u otro mecanismo a una pieza diseñada para conducir el calor, explicó. "En el futuro, creo que verán algunos sistemas materiales que no son 100 por ciento iguales a lo largo de toda la estructura", dijo.
La impresión de varios materiales aún está en sus inicios, dijo Mark Benedict, líder de fabricación aditiva de materiales y fabricación en el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea. Pero la capacidad de crear un material multifuncional, en lugar de hacer que varias partes tengan funciones únicas y luego ensamblarlas, "es una capacidad que nos gustaría investigar", dijo.
Las plataformas de detección se beneficiarían de tal material integrado, señaló. "Eso sería un habilitador real."
Mientras que las aplicaciones potenciales ciertamente se están explorando, "la capacidad de hacer eso en una sola impresora está en su infancia", dijo Benedicto, y agregó que muy pocos sistemas de procesamiento aditivo son actualmente capaces de múltiples materiales. Los que son capaces, normalmente no pueden producir la calidad que se requiere todavía, agregó.
Actualmente hay alrededor de 10 metales que se pueden imprimir mediante la fabricación aditiva, "en comparación con los miles de metales que puede colocar en un avión", señaló. "Así que tenemos que ser muy selectivos sobre cómo elegimos las piezas para imprimir". Los
ingenieros del Centro de Procesamiento de Materiales Innovadores de la Universidad Estatal de Pensilvania mediante Deposición Digital Directa (CIMP-3D) han estado trabajando en formas de utilizar la fabricación aditiva para fundir diferentes metales juntos en un solo componente, dijo Rich Martukanitz, director del centro. El CIMP-3D es operado por el Laboratorio de Investigación Aplicada de la universidad.
El laboratorio está construyendo actualmente un componente estructural para una plataforma de la Marina de los EE. UU. Que requiere resistencia a la corrosión en ciertas áreas, dijo Martukanitz. "Podemos adaptar el sustrato para que sea muy resistente ... [y] agregar materiales a base de níquel solo en las áreas requeridas para la corrosión o la resistencia al desgaste."
Pero sigue siendo un desafío fusionar metales incompatibles, como el aluminio y el titanio, señaló.
http://www.nationaldefensemagazine.org/articles
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