Proyectos
Desarrollo tecnológico para la fabricación de herramientas metálicas mediante técnicas de manufactura aditiva basada en extrusión para aplicaciones de alta temperatura y desgaste usadas por la industria de autopartes colombiana.
Resumen
A partir de la experiencia adquirida por la alianza UNAL-SENA en la fabricación de materiales pulvimetalurgicos para alta temperatura y desgaste y enmarcados en las nuevas tendencias de manufactura aditiva como uno de los pilares de la industria 4.0, se demostró a nivel de laboratorio la posibilidad de usar impresoras de modelado por deposición fundida (FDM) para la impresión de piezas haciendo uso de filamentos de matriz polimérica altamente cargados de polvos (entre 50 y 55 % en volumen). Lo anterior abrió un abanico de posibilidades para la investigación y el desarrollo tecnológico de esta técnica, en primera instancia motivados por el bajo costo que tiene la implementación de la impresión FDM y en segunda instancia por la versatilidad no solo de formas, si no de materiales en forma de polvo disponibles en el mercado que pueden llegar a ser impresos mediante esta tecnología. A las piezas compuestas por una mezcla polvo sostenido por un aglomerante polimérico se les conoce como “piezas en verde”, ya que para ser funcionales requiere de procesos de despolimerizado y sinterizado que permitan alcanzar densidades por encima del 90% del valor teórico. El uso de mezclas poliméricas para el transporte de polvos y formado de piezas metálicas es una tecnología industrialmente conocida como moldeo por inyección de polvos. Por lo anterior el uso de la técnica FDM ha sido reconocido como una potencial herramienta en principio para prototipar de manera rápida una pieza que podría ser obtenida mediante moldeo por inyección de polvos, así como una herramienta para obtener formas aún más complejas que las técnicamente factibles por la técnica de moldeo por inyección de polvos. El proceso de tomar una “pieza en verde”, para despolimerizarla y luego sinterizarla se le conoce como SDS por sus siglas en inglés (Shaping - Debinding -Sintering). El uso de las técnicas FDM-SDS para la fabricación de componentes de un gran número de materiales, está siendo investigado en la actualidad no obstante a nivel comercial, son muy reducidos los materiales disponibles con marcas como Desktop Metal. Lo anterior implica que existe una carrera en el desarrollo tecnológico e implementación industrial de distintos nuevos materiales para ser procesados mediante FDM-SDS. Por tal motivo, el presente proyecto busca implementar una planta piloto para la producción de filamentos de impresión FDM cargados con polvos de materiales de interés comercial para la industria colombiana, como los aceros para herramientas y los metales duros. Garantizando una homogeneidad dimensional y composicional de los filamentos fabricados, se plantea imprimir prototipos de herramientas de punzonado en caliente usados por la empresa Industrias Metálicas Asociadas – IMAL. Para tal fin el proyecto plantea varias etapas experimentales de fabricación, partiendo de la mezcla de los componentes polímero-metal, pasando por el proceso de impresión 3D, despolimerizado y sinterizado. Los prototipos de herramientas sinterizadas serán probados en un ambiente industrial real de punzonado en caliente. Para ello se cuenta con el apoyo logístico y tecnológico de planta manufacturera de IMAL, que, con su experiencia operativa y productiva, permitirá la demostración de los prototipos fabricados mediante la tecnología FDM-SDS en un nivel operativo.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria externa
Modalidad:Convocatoria externa
Responsable