ATOMCESS
REPARACIÓN DE COMPONENTES MEDIANTE MANUFACTURA ADITIVA A PARTIR DE POLVO DE ACERO
El producto actual de WINOA son las granallas de acero al carbono entre 100 µm y 2 mm. Pero la producción de granallas de aceros especiales permite acercarse a aplicaciones de importante valor añadido económico y medioambiental, trabajando granulometrías cercanas a la escala nano. Para ello es necesario utilizar otras tecnologías, como la atomización por centrifugación (novedosa en Euskadi), en la que WINOA cuenta además con una ventaja práctica por su tamaño y accesibilidad de instalaciones.
La reparación mediante manufactura aditiva de las piezas defectuosas procedentes de gran fundición podría ser beneficiosa para unas 450 toneladas de aceros especiales en piezas de gran valor que se refunden anualmente en sus instalaciones de fabricación debido a defectivos menores no reparables, con su consiguiente impacto energético (consumo de 700 kWh por tonelada). Aunque la manufactura aditiva podría ser un procedimiento de gran potencial para reparar estas piezas, está aún lejos de poder considerarse aplicable a la producción masiva, pero en el caso de ATOMCESS, la aplicación es interesante por tratarse de la reparación de unidades de altísimo valor.
WINOA, compañía que lidera a nivel mundial la producción de abrasivos de acero, es la promotora de ATOMCESS, para cuya ejecución ha contado con la participación del Centro Tecnológico CEIT, la consultora en economía circular ZICLA, y la colaboración de las compañías siderúrgicas AMPO y TUBACEX.
FACTOR MOTIVANTE
OBJETIVOS
- Atomizar nuevos polvos de acero con las características necesarias para ser empleados en la reparación avanzada de componentes de alto valor añadido mediante técnicas de manufactura aditiva.
- Determinar la composición óptima compatible para la fabricación de polvos de acero inoxidable procesables mediante deposición metálica por láser (LMD).
- Diseñar, construir, implementar y optimizar un equipo de atomización centrífuga (ATC) que permita la producción de polvo de acero inoxidable con tamaños por debajo de 700 micras.
- Determinar las condiciones requeridas por los polvos atomizados para la reparación de defectos en demostradores planos obtenidos de piezas de acero inoxidable proporcionadas por AMPO y TUBACEX.
- Analizar los materiales reparados y validar el proceso mediante los ensayos normalizados aplicados a los mismos.
RESULTADOS
- Determinación de rangos composicionales óptimos compatibles con la fabricación de polvos de acero inoxidable procesables mediante LMD.
- Selección de chatarra específica con volúmenes cercanos disponibles, contenido ajustable en composición y precio asequible.
- Diseño, instalación y optimización de los parámetros de una planta de ATC en la planta de WINOA en Balmaseda (Bizkaia).
- Obtención de polvo de granalla de composición, granulometría y morfología adecuadas para su utilización en manufactura aditiva.
- Optimización de parámetros de reparación sobre demostradores constituidos por placas de acero inoxidable, incluyendo tasas de depósito.
- Generación y validación de software de proceso específico para el polvo de acero inoxidable generado en los estudios de atomizado.
- Validación del polvo ATOMCESS para reparación sobre geometría cilíndrica para materiales y piezas de AMPO y TUBACEX.
- Mejora del perfil ambiental de la reparación de piezas de acero en un 99%: por tonelada de acero reparada se evitan la emisión 523 kg de CO2, el consumo de 281 m3 equivalentes de agua, el consumo de 7,35 GJ de energía, o la emisión de 1,38 kg equivalentes de compuestos orgánicos volátiles.
CONCLUSIONES
- Determinados aspectos técnicos de la instalación resultan de una precisión extrema para poder obtener los materiales deseados en las condiciones industriales y comerciales adecuadas. La optimización de los parámetros es por ello de alto valor añadido y ha supuesto un esfuerzo relevante en la ejecución de ATOMCESS.
- Aunque el proceso se considera validado, las grandes empresas clientes potenciales de ATOMCESS necesitan reparar piezas de geometría compleja y en zonas que pueden ser de difícil acceso, lo cual implica desarrollar robots prototipos que permitan completar la comercialización del proyecto, y, además definir el modelo de negocio final.
AMBIENTAL
TÉCNICA
ECONÓMICA
COMERCIAL
EN MERCADO
COLABORAN
