COMERCIO E INDUSTRIAS


La tecnología de fabricación aditiva permite la innovación de servoválvulas

30/03/2021

CATEGORíA: Industria y Mantenimiento MARCA: Renishaw


Con la ayuda de la tecnología de fabricación aditiva de metales de Renishaw, Domin Fluid Power, con sede en el Reino Unido, ha producido una nueva gama de válvulas de accionamiento directo. Domin está revolucionando la industria hidráulica al rediseñar las servoválvulas desde cero para lograr un producto más sostenible y de mejor rendimiento a un precio más bajo.


“Si bien ha habido una gran cantidad de innovación en la industria manufacturera en las últimas décadas, ninguna de ellas ha sido lo suficientemente significativa como para lograr una verdadera disrupción en el sector de la energía fluida”, explicó Marcus Pont, director ejecutivo de Domin. "Gran parte de la tecnología fundamental en nuestra industria se estableció hace décadas, poco ha cambiado hasta ahora".

 

"Creíamos que el metal AM era la pieza final del rompecabezas y confiamos en que podríamos generar un verdadero cambio en la industria y tener un impacto positivo", continuó Pont. “Al combinar la AM con otras innovaciones como el control de motores de alta velocidad, la electrónica moderna, los macrodatos y la tecnología conectada, existe un potencial real de disrupción. Hay una razón convincente por la que se necesita la disrupción: la sostenibilidad. En los Estados Unidos, el sector de la energía fluida por sí solo desperdicia alrededor de 300 millones de toneladas de CO2 por año debido a ineficiencias del sistema”, agregó Pont. “Para poner esto en contexto, esto es aproximadamente lo mismo que la producción total de todas las emisiones de CO2 en el Reino Unido. Una tecnología más eficiente podría marcar una diferencia real en las emisiones globales”.

 

Metal AM implica la construcción de un componente de metal sólido capa por capa a partir de polvo metálico. Debido a su libertad de diseño inherente, la fabricación aditiva permite a Domin construir piezas complejas, sin herramientas y con operaciones y ensamblaje mínimos. Por ejemplo, la AM de metal brinda la capacidad de diseñar geometrías complejas con características internas como celosías y canales de enfriamiento. Produce piezas con una buena relación resistencia-peso y genera menos desperdicio. Desafíos A pesar del enorme potencial de la tecnología, la AM se ha utilizado tradicionalmente en aplicaciones personalizadas de bajo volumen en la industria aeroespacial, médica y automotriz, en lugar de en productos comerciales de gran volumen como válvulas.

 

Algunas de las barreras tradicionales para la fabricación aditiva fueron la velocidad de producción limitada, el costo de una máquina y la variación en la calidad de construcción entre las máquinas”, dijo Bryan Austin, Director de Ventas del Grupo de Fabricación Aditiva de Renishaw. "Si bien la AM aumentó en popularidad para la creación rápida de prototipos, muchas empresas aún no se han dado cuenta de los beneficios que puede aportar a la producción en serie". Domin rediseñó sus servoaccionamientos desde los primeros principios del proceso AM. No era solo un colector rediseñado, sino un producto completamente diferente. Esto implicó combinar y quitar componentes y usar conexiones hidráulicas inteligentes para reducir tanto la masa como el volumen. La empresa pasó varios años probando diferentes diseños de prototipos para producir unidades más pequeñas, ligeras y potentes. Sin embargo, necesitaba una forma de producirlos económicamente.

 

Solución

Las innovaciones recientes en el mercado AM han visto la introducción de máquinas multi-láser. El RenAM 500Q, el sistema de cuatro láser de Renishaw, era la solución que Domin necesitaba para producir su nueva gama a un precio competitivo. La máquina cuenta con cuatro láseres de 500 W, cada uno capaz de acceder a todo el lecho de polvo simultáneamente, lo que significa que puede lograr tasas de construcción significativamente más altas, hasta cuatro veces más rápido que un solo sistema láser. Al mejorar la productividad y disminuir el costo por pieza, está ampliando el atractivo de la AM a aplicaciones donde antes no era rentable.

 

El sistema también ofrece sistemas automatizados de manejo de polvo y desechos que permiten una calidad constante del proceso, reducen el tiempo de intervención del operador y garantizan altos estándares de seguridad. Junto a esto, la máquina ofrece un flujo de gas inteligente para eliminar las emisiones del proceso y prolongar la vida útil del filtro. Se puede combinar con el software de monitoreo de procesos de fabricación aditiva (AMPM) para mejorar la calidad, superando otra barrera tradicional. “Pudimos ver que Domin y Renishaw tenían una visión compartida”, agregó Austin. “Queríamos ser parte del viaje de Domin para revolucionar el mercado. Debido a que Domin ya tenía un producto completamente diseñado pero necesitaba una ruta productiva al mercado, comenzamos un proyecto para probar las capacidades de producción de RenAM 500Q para la aplicación específica y para asegurar que el proceso de fabricación fuera consistente, estable y pudiera proporcionar el rendimiento requerido. Renishaw también proporcionó información sobre las estrategias de impresión, por ejemplo, haciendo recomendaciones sobre cómo aumentar la disipación de calor, como permitir más tiempo para que se enfríe entre cada capa durante las primeras 130 capas. Otra opción era disminuir la entrada de energía usando menos capas o construyendo estructuras de soporte con solo dos láseres, mientras construía las piezas con los cuatro, exportándolas como geometrías separadas de CAD. El proceso de construcción toma 17 horas y 21 minutos, con un tiempo de preparación de la máquina de 30 minutos. Se producen doce piezas en cada placa de construcción, y cada láser produce tres componentes. Renishaw también diseñó estructuras de soporte para permitir una fácil eliminación del polvo. “La productividad de la RenAM 500Q es lo que nos permitió llevar nuestra gama al mercado de manera competitiva. Redujo significativamente el costo por pieza en comparación con las máquinas alternativas”, enfatizó Pont.

 

 

Resultados

La compañía ha lanzado ahora su gama de válvulas electrohidráulicas listas para usar para aplicaciones servo, que funcionan mejor que los productos actuales de última generación y cuestan menos de producir. Los clientes pueden configurar fácilmente el diseño en línea para solicitar válvulas con buena densidad de potencia y rendimiento dinámico. Son adecuados para su uso en una amplia gama de aplicaciones, desde máquinas de moldeo por inyección hasta accionamiento en vehículos y trenes de aterrizaje en aviones.

 

Domin ya está trabajando en proyectos con empresas líderes, como Aston Martin Lagonda. “Nuestra gama de válvulas es solo el primer paso de un panorama más amplio para nosotros”, explicó Pont. “Ya hemos demostrado que la AM se puede utilizar en la producción en serie genuina de productos listos para usar en un mercado sensible a los costos. A largo plazo, planeamos crear cambios en sistemas completos y desarrollar soluciones completas para el sector de la energía fluida. Cada válvula que vendemos ahorra más de una tonelada de CO2 al año en comparación con productos alternativos”, agregó Pont. "El siguiente paso para nosotros es mejorar la eficiencia de los sistemas hidráulicos en un 400 por ciento, lo que podría marcar una diferencia real en las emisiones globales. Gran Bretaña tiene varias de las principales empresas de ingeniería del mundo, incluida Renishaw, pero la mayoría de ellas se fundaron en el siglo XX”, continuó Pont.

Es hora de que las pequeñas empresas eleven sus aspiraciones. Es realmente emocionante ver lo que se puede lograr utilizando la última tecnología de las empresas británicas y ver el valor potencial que la innovación en ingeniería puede generar para la industria del Reino Unido. Renishaw siempre está buscando oportunidades para desarrollar tecnologías emergentes que puedan generar un cambio positivo en la industria en general”, agregó Austin. “AM es una tecnología habilitadora clave en esta aplicación, ya que proporciona los beneficios técnicos y comerciales necesarios para que Domin fabrique piezas ligeras de alto rendimiento de forma rápida y rentable. Estamos emocionados de ver lo que logra en el futuro".

 

Más información www.renishaw.com/RenAM500Q

 

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