Una tesis de la UDC y Tekniker optimiza la fabricación aditiva láser en superaleaciones de níquel

La colaboración entre la empresa Tekniker y el Laboratorio de Aplicaciones Industriales del Láser (LAIL) del Centro de Investigación en Tecnoloxías Navais e Industriais (CITENI) de la Universidade da Coruña (UDC) ha dado como resultado la publicación de la tesis doctoral de Jon Lambarri, titulada “Modelizado multiescala del proceso de aporte por láser de Inconel 718 mediante polvo soplado”. Este trabajo, que se presentó el pasado 27 de febrero en el Campus Industrial de Ferrol, fue dirigido por la investigadora María José Tobar (UDC) e Iban Quintana (Tekniker). El objetivo de la investigación es optimizar el proceso de fabricación de piezas mediante tecnología láser utilizando polvo metálico Inconel 718: una superaleación de níquel que se emplea en la produción de componentes para sectores industriales de alta exigencia, como el aeronáutico y el energético. La tesis fue evaluada por un tribunal compuesto por personal investigador experto en dinámica de fluidos, fabricación aditiva e ingeniería de materiales: Anne Gosset (CITENI-UDC), Carlos Soriano (Tekniker) y José Antonio García (Universidad de Navarra) destacaron la relevancia y solidez del trabajo realizado.

SUPERALEACIONES DE NÍQUEL CON TECNOLOGÍA LÁSER

Lambarri se centra en el proceso láser DED (directed energy deposition), una técnica de fabricación aditiva que utiliza un láser de alta potencia para fundir polvo metálico y depositarlo capa por capa. Esta técnica permite crear piezas con gran precisión y es clave para crear componentes destinados al ámbito aeronáutico o energético, donde los materiales deben soportar condiciones extremas de temperatura y presión. En particular el Inconel 718, una superaleación de níquel, por su resistencia a la corrosión y a la oxidación, y su capacidad para operar a temperaturas muy altas, resulta ideal para motores de aeronaves y turbinas.

MODELIZACIÓN MULTIESCALA PARA OPTIMIZAR EL PROCESO

El autor propone una nueva forma de optimizar el proceso con modelos multiescala: simulaciones que permiten predecir la relación entre los parámetros introducidos y las características del material final. Utilizando herramientas como la dinámica de fluidos computacional (CFD), autómatas celulares (modelos matemáticos que simulan la evolución de sistemas complejos, donde cada “célula” o unidad interactúa con las demás) y modelos de captura de partículas (que permiten seguir el comportamiento y la trayectoria de las partículas durante el proceso de fabricación) se ha logrado mejorar la comprensión del comportamiento del polvo metálico y los cambios térmicos sufridos. Este enfoque integral contribuye a la optimizacion del proceso, al mejorar tanto la calidad de las piezas como su eficiencia.

BENEFICIOS E IMPACTO INDUSTRIAL

La investigación representa un avance importante para la fabricación aditiva, ya que introduce nuevas formas para controlar la microestructura del material. Además, contribuye significativamente al estudio de los mecanismos físicos que influyen en el proceso láser DED y abre nuevas posibilidades para optimizarlo con herramientas de modelización avanzada y técnicas de caracterización experimental que permiten que comprendamos de una manera más profunda fenómenos complejo, como el transporte de partículas, la solidificación del material y la interacción entre la radiación y la materia.

*Imagen: El Dr. Jon Lambarri, junto a su tribunal de tesis tras la defensa en la Universidade da Coruña. De izquierda a derecha: Carlos Soriano (Tekniker), José Antonio García (Universidad de Navarra), Jon Lambarri (Universidade da Coruña y Tekniker) y Anne Gosset (Universidade da Coruña).