La empresa que logra imprimir en 3D el cobre a escala industrial

El responsable de nuevos procesos de fabricación de Aidimme, José Ramón Blasco, con un compañero en la sala donde está la máquina de fabricación aditiva de cobre. VICENT BOSCH

GH Electrotermia y Aidimme han adaptado la fabricación aditiva para crear piezas con este material. Ya lo usan firmas como Renault y Volvo

Aunque existe desde los años 20, fue con la Segunda Guerra Mundial cuando se popularizó. El calentamiento por inducción cumplía con la urgencia en los tiempos de guerra. Endurecer, unir o ablandar metales para el motor a un ritmo alto y constante. Un siglo después de su nacimiento, esta técnica sigue manteniendo su protagonismo en un sinfín de industrias: automoción, aeroespacial, eólica, médica, maquinaria, ferroviaria, cables de alta tensión… Cada aplicación requiere un inductor único. Ninguno es igual que otro. Y en eso, la empresa GH Electrotermia, con sede en Valencia, es especialista. Sin embargo, los métodos artesanales que se utilizan en la fabricación de estas piezas chocan de frente con las necesidades de escalabilidad y productividad. La respuesta la han encontrado con Aidimme, el centro tecnológico metalmecánico y de la madera, en la fabricación aditiva.

Juntos han ideado el primer sistema de impresión 3D de cobre puro a escala industrial.En 1985, GH Electrotermia ya creó su propio departamento de I+D. Un año después, lanzó el primer generador a transistores del mundo. Hoy, da empleo a 150 personas (el 70% ingenieros) y factura más de 50 millones de euros. En diciembre de 2016, el 100% de la empresa fue adquirido por el grupo norteamericano ParkOhio. Todo ello, gracias a los inductores. Estas piezas son las encargadas de generar un campo magnético que se utiliza para calentar piezas industriales que después se usan, por ejemplo, en el motor de un coche. ¿Para qué necesitan calor? «Hay que templarlas para darles mayor dureza, si no, con la fricción del uso acabarían rompiéndose», explica el CEO, Vicente Juan.El principal problema de estos inductores es que se someten a un desgaste muy fuerte.

Como sus componentes están soldados entre sí, cada vez que se enfrían y calientan, estas juntas van rompiéndose. ¿El resultado? Su ciclo de vida es corto y para crear el repuesto, al hacerse de forma tan manual, es complicado que sea exactamente igual que el anterior. GH Electrotermia lleva tiempo buscando una alternativa. Hace unos años, probó con la microfusión, la misma técnica que se usa en joyería. Aquí se utilizaba un molde cerámico en el que se introducía una aleación de plata. Pero presentaba dos desventajas: el coste del material y la porosidad de la pieza final. «El agua traspasaba su interior», indica el director técnico, Pedro Moratalla.

 

Una pieza fabricada con impresión 3D de cobre. V. BOSCH

La empresa necesitaba un sistema que garantizase la repetitividad de producción y la durabilidad de los inductores. La fabricación aditiva se presentó entonces como una posibilidad, pero ellos no tenían el conocimiento de la tecnología. Decidieron, pues, aliarse con un experto en la materia. Y lo encontraron cerca de casa, en Aidimme. Pero en el mercado no había nada con cobre, que presenta la suficiente conductividad eléctrica para los inductores y resulta más económico que la plata. Así que el instituto tuvo que desarrollar una solución propia. Tres años más tarde, GH Electrotermia y Aidimme son los únicos capaces de imprimir cobre puro en 3D a nivel industrial. Una técnica de la que ya se está beneficiando Renault, en Valladolid, Scania, en Suecia, Volvo y Skoda. La máquina en cuestión no es una impresora 3D al uso, con un cabezal que va depositando el material; sino que encaja en el campo de la fusión de lecho de polvo (EBM). Aquí el polvo de cobre se coloca en contenedores que lo suministran a la máquina.

El material se reparte en una capa uniforme de 60 micras de grosor. «Entonces se calienta para conducir el calor a todo el lecho y que las partículas estén más receptivas», explica el responsable de I+D y mercados estratégicos de Aidimme, Luis Portolés. Después comienza la fase de fusión, donde el haz de electrones funde el polvo de cobre que se quiere solidificar. Básicamente se reduce a repartir material, calentar y fundir. Así, capa por capa, hasta obtener la geometría completa. El equipo es capaz de fabricar entre 12 y 16 bovinas en cada tirada. «No tiene sentido hacer una sola pieza por producción», señala el responsable de nuevos procesos de fabricación de Aidimme, José Ramón Blasco. «No hay nadie que pueda hacerlo así, industrialmente», añade. Uno de los grandes logros de esta colaboración instituto-empresa ha sido eliminar los problemas de porosidad.

Los inductores están diseñados con canales por dentro para que pase el agua cuando se enfrían. Los investigadores han conseguido eliminar esos poros a pesar de la delgadez de las paredes de la pieza.Y, todo ello, ¿para qué? Las ventajas de la nueva tecnología son muchas. Una es la productividad. «Somos capaces de fabricar entre 16 y 24 piezas por semana», dice Blasco. Además, con la impresión 3D, al eliminar las soldaduras, aumenta el ciclo de vida de los inductores. «Como mínimo, se duplica, pero en algunos casos hasta se triplica», afirma el CEO de GH Electrotermia. Sin olvidar la personalización de los productos, ya no sólo de los inductores, que se pueden adaptar a las piezas que se van a inducir, sino de las propias piezas, que ya no están limitadas por las posibilidades de los inductores. Y, por último, el coste. «Cuando ya tienes el proceso industrializado, el coste es menor», agrega Moratalla.

 

El Mundo

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