Reducir los costes ambientales en la fabricación de las piezas de los motores de aviación, incrementar la libertad de su diseño y disminuir el consumo de combustibles y las emisiones de gases contaminantes son algunos de los beneficios derivados de la aplicación de las modernas técnicas de fabricación aditiva en la industria aeronáutica.
En este contexto, la Alianza Tecnológica IK4, del País Vasco -al igual que la empresa ITP, Industria de Turbo Propulsores- participa en el ambicioso proyecto europeo Merlin, liderado por la multinacional Rolls-Royce, con el objetivo de acercar los avances tecnológicos de la fabricación aditiva de metales al mercado de los componentes de motores de aviación.
Los métodos tradicionales que se emplean en la fabricación de piezas para los motores aeronáuticos implican el uso de técnicas de sustracción de material, que generan chatarra en cuantías muy significativas y directamente proporcionales a la complejidad de la geometría elaborada.
Uno de los objetivos de los investigadores de Merlin es demostrar que técnicas de fabricación aditiva como la fusión selectiva por láser (SLM) y la deposición de metal mediante láser (LMD) pueden ser aplicadas a la fabricación de partes de motor y contribuir así a reducir el impacto medioambiental del transporte aéreo.
El responsable del proyecto en IK4, Jaime Ochoa, asegura que el uso de estas tecnologías permite el diseño de estructuras optimizadas y de geometrías más complejas debido a su gran libertad de diseño. De este modo es posible fabricar componentes con una elevada eficiencia en la utilización de material, ya que se emplea “donde hace falta”.
Ochoa afirma en la nota de prensa de Basque Research que el ratio Buy-to-fly -parámetro que muestra la relación entre el peso de la pieza final y la cantidad de material necesaria para la obtención de la geometría- de la industria aeronáutica en estos momentos es muy elevado. Para ilustrar su afirmación explica que, según datos de Rolls-Royce, para fabricar un motor de 7 toneladas hay que partir de una cantidad inicial de 28 toneladas, por lo que se desperdicia el 75% del material.
Cambiar las reglas del diseño
El investigador considera que la aplicación de los procesos de fabricación aditiva en el sector industrial permitirá la manufactura de nuevas formas, inalcanzables mediante los mecanismos tradicionales, estructuras más ligeras sin pérdida de eficiencia e incluso “cambiar las reglas del diseño».
Además de IK4, ITP y Rolls Royce, el consorcio de compañías y centros tecnológicos que forman parte del proyecto Merlin incluye a GKN (Reino Unido), MTU (Alemania), Turbomeca (Francia), entre otros.
El proyecto, que tiene una duración de cuatro años y concluye el próximo 31 de diciembre, ha contado con un presupuesto total de siete millones de euros, en los que la Comisión Europea ha contribuido con una aportación de 4,8 millones de euros dentro del VII Programa Marco.