Nace la primera especificación para asegurar la calidad en los procesos de fabricación aditiva.

La DIN SPEC 17071 es la primera norma que aborda el aseguramiento de la calidad en la fabricación aditiva. Define requisitos estandarizados para sistemas, materiales, procesos y empleados. Las empresas pueden utilizar esta especificación para minimizar los riesgos y establecer una producción a escala industrial. 

La norma es una iniciativa de Deutsche Bahn, MT Aerospace, Siemens y TÜV SÜD. 

En el pasado, los obstáculos en el establecimiento de la fabricación aditiva a escala industrial han sido la falta de regulación, un Desarrollo tecnológica aún en sus primeras etapas y la falta de experiencia en los métodos utilizados. Otro desafío, además de los altos volúmenes de producción, podría ser la calidad de los productos. Los valores de resistencia y dimensiones estandarizados son de suma importancia, especialmente en industrias sensibles como la aeroespacial, la ferroviaria y la ingeniería médica. “La nueva norma permite a los fabricantes minimizar riesgos y asegurar la calidad en la fabricación aditiva a escala industrial en tan solo seis meses”, dice Gregor Reischle, responsable de Fabricación Aditiva de TÜV SÜD. “En el pasado, esto solía tomar muchos años”. 

La norma DIN SPEC 17071 resume el estado actual de la técnica en la fabricación aditiva y es fácil de aplicar, ya que incluye requisitos de calidad específicos para cada componente y/o producto. Como explica Gregor Reischle, “Esto realmente ayuda a los usuarios, ya que permite la preparación de especificaciones de requisitos completas y fiables, lo que facilita considerablemente la colaboración con los proveedores de materiales o los fabricantes subcontratados”. Donde antes había que considerar más de 200 variables diferentes, la nueva norma reduce ahora significativamente este número. La conformidad con los demás requisitos específicos del producto puede lograrse de forma específica y predecible. Los beneficios incluyen la minimización del número de auditorías de proveedores necesarias y la simplificación de la compra de componentes. 

La norma ha sido diseñada como una norma intersectorial y sirve como precursora de una norma internacional ISO/ASTM. Se presentó oficialmente el 15 de noviembre de 2019 en la editorial Beuth y se puede descargar gratuitamente en www.beuth.de. TÜV SÜD estuvo presente en Formnext 2019, donde cada día tuvo lugar en su stand una presentación de 30 minutos dedicadada a la especificación DIN SPEC 17071, dirigida a los medios de comunicación y visitantes especializados.

Asociación con ASTM International para el desarrollo de programas destinados a la mejora de la fabricación aditiva 

La organización ASTM International, dedicada a las normativas internacionales, y TÜV SÜD firmaron recientemente un Memorándum de Entendimiento (Memorandum of Understanding o MOU) para desarrollar programas destinados a acelerar la adopción y la confianza en las tecnologías de fabricación aditiva. Esta asociación estratégica apoya el intercambio de conocimientos y el creciente uso de tecnologías de fabricación aditiva (también conocida como impresión 3D) en muchos sectores industriales. 

El acuerdo fue firmado por las dos partes en Formnext 2019. La asociación incluirá el desarrollo conjunto de nuevos servicios de Formación, consultoría y certificación en diversas áreas:

- Transporte terrestre y movilidad.
- Transporte aéreo.
- Plantas industriales.
- Productos de consumo.
- Atención médica.

La unión de TÜV SÜD y ASTM International involucra al Centro de Excelencia Internacional en Fabricación Aditiva de los segundos y un esfuerzo de los socios por desarrollar conjuntamente programas de certificación, Formación y Desarrollo de la fuerza de trabajo.

Fuente: Interempresas

Fabricación aditiva mediante WAAM: impresión 3D en metal rentable

El proceso Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) está cobrando cada vez más protagonismo en la industria. Este proceso, basado en la soldadura por arco mediante la creación de capas, ofrece una gran flexibilidad en la geometría de la pieza, siendo más rentable que otros procesos aditivos para la producción de moldes y series pequeñas. Fronius Cold Metal Transfer es el proceso de soldadura que cumple todos los requisitos para este tipo de fabricación, asegurando una alta calidad de los componentes producidos y ofreciendo las mejores condiciones para ello.

Se pueden usar diferentes materiales de relleno para WAAM, como acero, aluminio, acero cromado en níquel o bronce. Foto: Fronius International GmbH.

Los métodos de fabricación aditiva crean componentes mediante la unión de capas. El ejemplo más conocido es la impresión 3D. WAAM, basado en los procesos de soldadura por arco, también crea partes de metal uniendo capas formadas por la fundición del hilo. Este método generativo ofrece grandes ventajas, en especial cuando hay que producir formas complejas, ya que las opciones de diseño son limitadas. Además, los componentes pueden ser fabricados de manera extremadamente rápida y a un coste bajo, lo que hace de WAAM una opción muy atractiva para la fabricación de moldes y pequeñas series. El tiempo de procesamiento, el desgaste de la herramienta y la pérdida de material durante el mecanizado, con un enfoque convencional de fresado de la pieza de un bloque sólido, suponen significativos costes extra.

Con Wire Arc Additive Manufacturing las piezas son creadas capa a capa antes de ser mecánicamente retocadas. En este ejemplo se muestra la creación de una pieza a partir de titanio. Foto: Fronius International GmbH.

¿Pero qué es WAAM?

Hay diferentes procesos de producción generativos para metal: procesos basados en polvo y procesos basados en hilo. En los del primer grupo, las capas se unen utilizando polvo de metal fundido. El método más común, el proceso de fusión en lecho de polvo, brinda resultados muy precisos, aunque es lento en producción. Por otro lado, los procesos basados en hilo, crean el componente fundiendo un metal de relleno en forma de hilo, que requiere el uso de un láser, un haz de electrones o un arco voltaico. Estos procesos tienen una alta tasa de deposición, lo que ayuda a reducir los tiempos de producción.

Wire arc additive manufacturing es un proceso basado en hilo que utiliza el proceso de soldadura por arco metálico con gas (GMAW). WAAM ofrece una serie de ventajas, entre ellas una alta tasa de deposición (hasta cuatro kilos por hora con materiales de acero), aunque en un futuro las soluciones multihilo podrían ofrecer tasas de deposición aún más altas. La reducción de costes de equipos y materiales es otra de las fortalezas de WAAM, ya que todo lo que necesita es un sistema de soldadura adecuado, sin ser necesarios costosos equipos especiales, como las cámaras de vacío necesarias para el proceso de haz de electrones más rápido.

Además, es fácil conseguir hilos ya certificados para WAAM, lo cual no ocurre con los procesos basados en polvo. Esto se debe a que adquirir la certificación necesaria y generar fichas de datos puede demorarse varios años, puesto que el uso de polvo metálico es algo novedoso.

El fresado de las aspas de los ventiladores a partir de una aleación a base de níquel en la industria electrónica conlleva altos costes, mientras que la fundición no es una opción común. Para esto WAAM es una alternativa económica. Foto: Fronius International GmbH.

Procesos de soldadura ‘fríos’ para capas resistentes

Un proceso de soldadura estable y una disipación de calor eficaz son aspectos fundamentales para WAAM. El proceso de soldadura debe ser lo más frío posible para que cuando se aplique una nueva capa, las ya existentes no se derritan. Además, las capas deben ser continuas, consistentes y libres de proyecciones. Si se produjera alguna imperfección, ésta se replicaría en las siguientes capas.
El proceso Fronius CMT GMAW y sus variantes de control de proceso producen un arco estable y un cortocircuito controlado con tiempos largos, cumpliendo así los anteriores requisitos. Destacan por su arco voltaico estable y un cortocircuito controlado con largos tiempos de cortocircuito. Esto significa que la entrada de calor es menor y la transferencia de material está prácticamente libre de proyecciones, lo que ayuda a prevenir imperfecciones.

Existen dos variantes de control de proceso Fronius CMT especialmente adecuadas para WAAM. Una es la característica del proceso aditivo CMT, optimizada para WAAM, que alcanza altas tasas de deposición mientras transfiere muy poco calor a la pieza. La variante CMT Cycle Step reduce aún más la potencia del arco a través de su desactivación controlada del arco durante la fase de proceso. Sin embargo, este proceso particularmente ‘frío’ necesita más tiempo para crear las capas, ya que la tasa de deposición es menor.

Un proceso de soldadura estable y una disipación de calor eficaz son aspectos fundamentales para WAAM. El proceso Fronius CMT GMAW cumple estos requisitos. Foto: Fronius International GmbH.

Aplicaciones WAAM reales

Se han desarrollado innumerables componentes WAAM en diferentes sectores usando la tecnología Fronius, como por ejemplo ventiladores para la industria electrónica, hechos de materiales de gran calidad. En este caso, el fresado de la pieza de trabajo es muy caro debido al alto consumo de material, mientras que la fundición no siempre es capaz de cumplir con las complejas propiedades metalúrgicas necesarias para paredes de sólo 1,5 mm de espesor. Con WAAM basado en CMT Cycle Step, las aspas de estos ventiladores se pueden fabricar a partir de una aleación a base de níquel utilizando un enfoque aditivo, e incluso es posible reparar componentes utilizando WAAM.
Fronius también ha implementado una nueva aplicación junto a un colaborador en el sector aeronáutico. El titanio es un material de uso frecuente en la construcción de aeronaves gracias a su resistencia a la tracción, resistencia, resistencia a la corrosión y reducido peso. La mayoría de los componentes son fabricados usando métodos de sustracción, por lo que hasta el 90 % del material es fresado. Esto se traduce en altos costes, largos tiempos de mecanizado y un costoso desgaste de la herramienta. Las piezas producidas con WAAM, por otro lado, sólo necesitan repaso para generar una superficie lisa. Los componentes de titanio creados usando el proceso aditivo CMT no conllevan ningún problema relacionado con la falta de fusión y poseen destacables propiedades metalúrgicas. Además, los costes de herramienta, tiempos de mecanizado y el desgaste se pueden reducir, ahorrando en costes de mecanizado.

El electrodo de hilo reversible usado en el proceso CMT soporta mecánicamente el desprendimiento de gota, lo que significa que necesita menos energía logrando largos tiempos de cortocircuito para un proceso de soldadura ‘frío’. Foto: Fronius International GmbH.

Fuente: https://www.interempresas.net/Fabricacion-aditiva/Articulos/259452-Fabricacion-aditiva-mediante-WAAM-impresion-3D-en-metal-rentable.html 

LA FABRICACIÓN ADITIVA AYUDA A AISLAR LAS CÉLULAS DE UNO DE LOS CANCERES DE MAMA MÁS AGRESIVOS

Científicos de la Universidad de Girona han conseguido aislar células madre de cáncer de mama gracias a la fabricación aditiva. Esta investigación se considera un hito muy importante en la investigación del cáncer de mama triple negativo, uno de los más agresivos y con un alto índice de recaída. La impresora 3D BCN3D Sigma ha permitido al equipo investigador fabricar unas matrices tridimensionales que reproducen los tejidos y fibras del cuerpo. Éstas separan las células madre, causantes de las recaídas, para posteriormente investigarlas con el objetivo de encontrar fármacos que acaben con ellas sin afectar a otras partes y evitar la recaída de las pacientes.

La doctora Teresa Puig, una de las responsables del proyecto, ha explicado que estas células tumorales aún permanecen en el cuerpo después de un tratamiento con quimioterapia o radioterapia y que son responsables de la reaparición de la enfermedad. Según Puig, el cáncer que se investiga es el subtipo triple negativo, que tiene incidencia en mujeres jóvenes y que produce recaídas en el plazo de tres o cuatro años en un 20 o 30% de las pacientes.

Los scaffolds son matrices tridimensionales minúsculas que reproducen los tejidos y fibras del cuerpo.

Consiguen aislar células cancerosas gracias a la impresión 3D.

El objetivo de aislar estas células es facilitar la investigación al laboratorio y encontrar un fármaco que ataque exclusivamente a estas células y que no dañe partes sanas, evitando la recaída de las pacientes.

“Un tumor está formado por muchos tipos de células y, con una baja proporción, tendríamos estas. Entonces, localizar estas células en el tumor es complicado. Este nuevo sistema es más limpio, te permite posteriormente trabajar más directamente con este tipo de células”, remarca Teresa Puig, responsable de la Unidad de Oncología del Grupo de Investigación en Nuevas Dianas Terapéuticas.

Los investigadores fabricaron en 3D unas matrices tridimensionales minúsculas —llamadas scaffolds— que reproducen los tejidos y fibras del cuerpo.

Se probaron varios valores de los parámetros de impresión (altura de capa, densidad de relleno, patrón de relleno, dirección de relleno y flow) en el software BCN3D Cura para encontrar los óptimos y se imprimieron en 3D mediante la impresora BCN3D Sigma.

Utilizando el método de diseño experimental de Taguchi), se fabricaron veintisiete configuraciones de matrices y luego se analizaron. Para realizar los ensayos de caracterización y proliferación celular, se imprimieron al menos diez copias de cada configuración. El objetivo del estudio ha sido ver qué geometría separaba mejor las células madre, que son las que provocan las recaídas.

Los scaffolds se imprimieron en 3D mediante la impresora BCN3D Sigma.

“Es una estructura mallada que, en función de una serie de parámetros, como porosidades, espacios, distancia entre un elemento y otro, termina haciendo que la célula se pueda pegar a la matriz o no, pueda crecer, y pueda hacer lo que nuestros compañeros lo llaman como enriquecerse.” explica Joaquim de Ciurana, director del Grupo de Investigación en Ingeniería de Producto, Proceso y Producción.”

Anteriormente a esta investigación, estas matrices se realizaban en dos dimensiones, lo que no permitía separar con efectividad las células y por tanto, no se podían diseñar fármacos específicos para atacar a estas células.

Ahora, y tras conseguir aislar las células madre de este subtipo de cáncer de mama, los investigadores podrán estudiarlas mejor para encontrar aquellos biomarcadores que son los responsables de los tumores y poderlos atacar con fármacos.

FUENTE: https://www.interempresas.net/Fabricacion-aditiva/Articulos/256786-fabricacion-aditiva-ayuda-a-aislar-celulas-de-uno-de-canceres-de-mama-mas-agresivos.html