La Oficina Federal de Investigación y Pruebas de Materiales (BAM) desarrolla en el proyecto SONRISA métodos innovadores para verificar la calidad de los componentes metálicos impresos en 3D de manera más rápida, confiable y económica. El objetivo es hacer más eficiente la verificación de componentes fabricados aditivamente en la aviación y, por lo tanto, permitir un uso más amplio de tales piezas. Gracias a su peso optimizado, estos componentes también ayudan a reducir el consumo de combustible y las emisiones.
Los aviones deben ser más ligeros en el futuro para ahorrar combustible y proteger el clima. La fabricación aditiva juega un papel importante en esto. Con ella se pueden fabricar componentes metálicos especialmente complejos, pero también más ligeros, como intercambiadores de calor de alta eficiencia. En la aviación, cada ahorro de peso es rentable, ya que los aviones están en uso durante varias décadas.
Sin embargo, a pesar de sus posibles ventajas, la fabricación aditiva en la aviación se utiliza hasta ahora de manera reacia. La razón: en ninguna otra industria son tan altos los requisitos de seguridad. Cada componente relevante para la seguridad debe poder ser verificado sin interrupciones antes de ser instalado. Pero eso es un proceso muy intensivo en tiempo y costos en la impresión 3D. Los componentes suelen ser muy delicados y diseñados de manera individual. Posibles defectos como pequeñas porosidades o grietas no son visibles desde el exterior y los métodos de prueba convencionales llegan aquí a sus límites.
Control de calidad en el proceso de impresión
Aquí es donde entra el proyecto conjunto SONRISA: el equipo desarrolla un método digital que permite supervisar y evaluar la calidad de un componente impreso en 3D durante el proceso de fabricación. De este modo, se pueden detectar posibles errores de manera temprana y reducir las pruebas posteriores. 'Queremos hacer el proceso de fabricación más transparente y reconocer ya durante la producción si un componente cumple con los altos requisitos de la aviación', dice Gunther Mohr, líder del proyecto SONRISA en la BAM. 'Esto ahorra tiempo, costos y recursos.'
Para el proyecto se combinan varios sistemas de medición que supervisan el proceso de impresión 3D, más concretamente la fusión por láser en lecho de polvo. En este proceso, el polvo metálico se aplica en capas y se funde con un láser. Los sistemas de medición registran, entre otras cosas, si el polvo se aplica de manera uniforme y si la superficie del componente proporciona indicios sobre posibles defectos.
Reducción de tiempos de prueba
Esta información se combina con imágenes de rayos X computarizadas de alta resolución de los componentes. De este modo, las señales de los sistemas de supervisión se pueden comparar de manera específica con las propiedades reales del componente. A partir de estos hallazgos, se puede deducir con anticipación qué áreas deberán ser examinadas más a fondo en el futuro. Esto hace que el aseguramiento de calidad sea significativamente más eficiente.
Con los nuevos métodos, se espera que las pruebas se acorten significativamente, su precisión aumente y se realice una contribución esencial a la evaluación confiable de la estabilidad del proceso y la calidad del componente de los componentes fabricados aditivamente. Esto hará que el uso de componentes impresos en 3D para la aviación sea más atractivo.
Socios de la aviación y la fabricación
En el proyecto participan, además de la BAM, empresas líderes de la industria de la aviación y la fabricación como Boeing Deutschland GmbH, Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH (líder del consorcio), MTU Aero Engines AG y Materialise GmbH, así como como socio asociado Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH. Aportan experiencia práctica y competencia en investigación y desarrollo industrial al proyecto. Además, se discuten regularmente los avances del proyecto con la Agencia de la Unión Europea para la Seguridad Aérea (EASA) para tener en cuenta desde el principio aspectos relevantes para la certificación. El proyecto está financiado en el marco del programa de investigación aeronáutica LuFo VII-1 por el Ministerio Federal de Economía y Energía (BMWE).
Contacto:
www.bam.de
