Por Annalí Ruiz, enviada de Energía Hoy
Nörrkoping, Suecia.– Una de las grandes revoluciones que tendrá la manufactura es la fabricación aditiva. Ésta se refiere a los procesos que crean componentes mediante la adición de capa sobre capa de material sobre la base de un modelo tridimensional (3D). Entre las principales ventajas de este proceso consiste en la combinación de ésta con los métodos de fabricación convencionales lo que se traduce en reducción del tiempo de entrega, otorgando así funcionalidad mejorada así como creación rápida y avanzada de nuevos productos.
La complejidad de los componentes de las tubinas de gas y vapor está creciendo día con día lo que impulsa a que empresas como Siemens desarrollen tecnologías que permitan acortan tiempos de fabricación de refacciones, crear nuevos productos y probar investigación avanzada en prototipos.
La empresa de origen alemán Siemens lidera el desarrollo y digitalización de la industria del petróleo, gas e industria eléctrica con fabricación de prototipos y reparación de partes de turbinas de vapor y gas a través del proceso de adición en una impresora de 3D.
En Siemens Finspäng –ubicada en Suecia, a unos 150km al noreste de Estocolmo– el lema es “Si puedes soñarlo puedes imprimirlo”. Los ingenieros son continuamente motivados a desarrollar su creatividad e imaginación para el desarrollo de nuevos productos o diseños que permitan incrementar la eficiencia de los productos. Al hacerlo, pueden llevar a cabo la impresión de sus creaciones en el taller 3D y probarlo en un tiempo mucho menor al proceso convencional de producción de partes desde cero en una fábrica adicionalmente disminuyendo el costo.
Impresiones 3D realizadas en el taller de Siemens al noreste de Estocolmo, Suecia. Foto: Siemens.
El proceso consiste en un láser que realiza la fusión de cada capa de material con lo que se puede lograr la producción de partes físicas de modelos digitales. Con la creación del modelo 3D, se construye el objeto capa por capa con el material en polvo –el principal material utilizado es el níquel–; éste polvo se coloca en las áreas definidas y posteriormente se funde mediante rayo láser.
Partes como boquillas de quemadores son impresos en 3D y gracias al diseño mejorado y preciso que permite éste tipo de producción y se puede lograr el llamado co-disparo a altas temperaturas de combustión. Otro ejemplo de la aplicación de éste proceso innovativo es el rediseño de la boquilla SGT-700/800 y su estructura de celosía, que no era posible con los métodos de producción convencionales, estos tipos de turbinas ahora pueden manejar hasta 60% de hidrógeno, mientras que con anterioridad sólo manejaban entre un 20% y un 30% de hidrógeno.
La impresión en 3D sirve tanto para el desarrollo y producción de nuevas partes como para la reparación de las mismas pues se corta con láser únicamente la parte dañada, se coloca en la impresora y sobre el mismo equipo se imprime la refacción. Esto aumenta el tiempo de disponibilidad de la turbina para sus actividades, pues la refacción más compleja fabricada en éste taller tarda 4 semanas aproximadamente en su elaboración, lo cual en el pasado llevaba meses.
El uso de la impresión en 3D ha sido utilizado por Siemens en Finspång desde 2009 para la rápida elaboración de prototipos, reparación rápida y producción expedita de componentes, pero no fue sino hasta 2015 que se inició la producción en serie. Adicionalmente tenemos el beneficio de la disminución de inventario.
La impresión 3D se utiliza tanto para el desarrollo y producción de partes, como para la reparación de las mismas. Foto: Siemens.
Para los que pensaban que esta tecnología reemplazaría la fabricación masiva convencional se equivocaban, más bien esta tecnología se fusiona con éstas permitiendo la creación de nuevos productos en menores tiempos y con grandes resultados y precisión.
Por si fuera poco, además de la producción/impresión en 3D, Siemens ha desarrollado programas computacionales como el de virtualización y control, así como de simulación y diseño los cuales permiten mostrar a clientes y usuarios el funcionamiento de las turbinas, capacitar al personal de manera remota y ver desde el interior la turbina, lo cual no se puede realizar en forma física.
Otras de las grandes ventajas que tiene este nuevo proceso de producción es la reducción de un 30% de emisión de gases efecto invernadero tema de gran relevancia e impacto en la actualidad dadas las circunstancias climáticas. Por otra parte el tiempo de comercialización se ve reducido en gran medida, hasta en un 90%, dependiendo el componente. Y, finalmente, al utilizarse polvo de metal, en el proceso se puede reciclar los desechos y reutilizarse nuevamente, lo cual reduce sustancialmente los deshechos en la producción.
Con todo esto vemos que los avances que está permitiendo la digitalización a nivel mundial están dando pasos agigantados. Esto nos impulsa a mantenernos más que al día con las tecnologías emergentes y obligando a las empresas a agilizar sus procesos de creación procurando llevar todos los procesos a una mejora general, tanto en tiempo, eficiencia como sustentabilidad. El futuro ha llegado y es momento de crear un mejor mañana.
