Ingeniería

Un nuevo proceso industrial ayuda a los metales a perder peso


A diferencia de los componentes de metal sólido convencionales, las nuevas piezas tienen una estructura de diminutas celosías similar a un andamio, con vigas de dos veces el diámetro de un cabello humano, lo que las hace extremadamente ligeras. Como las cargas son canalizadas a lo largo de las vigas, las piezas así fabricadas pueden contener un 70 por ciento de aire y seguir siendo lo bastante fuertes como para realizar su cometido.

Los componentes podrían reemplazar a los metales sólidos en los circuitos integrados, en aplicaciones para automoción y en otros muchos campos de ingeniería. Las piezas para la aviación, por ejemplo, podrían producirse un 50 por ciento más ligeras que las alternativas convencionales. La reducción en el peso de los aviones disminuiría sus requerimientos de combustible, bajando el coste de los viajes aéreos y reduciendo las emisiones producidas por la combustión de los carburantes para la aviación, que contribuyen de manera importante al cambio climático.

El primer sistema del mundo a escala comercial, para la fabricación rápida de estos componentes con metales de nueva generación, está siendo desarrollando actualmente por ingenieros de la Universidad de Liverpool, en colaboración con la firma MCP Ltd. (Productos Químicos y de Minería) y cuenta con financiación a cargo del Consejo para la Investigación de las Ciencias Físicas y la Ingeniería (EPSRC).

Empleando una técnica conocida como fusión selectiva por láser (SLM), este sistema totalmente automatizado fabrica los componentes capa por capa, usando finos polvos metálicos y un haz láser infrarrojo para fundirlos en la estructura requerida. Las capas pueden ser tan delgadas como 25 micras, haciendo posible producir piezas complejas en las que la absorción térmica, la de impactos y muchas otras propiedades puedan distribuirse en puntos específicos para reunir los requisitos de aplicaciones particulares. Esto no es posible en los sistemas convencionales de fabricación que emplean metales "sólidos".

Por ejemplo, el sistema puede fabricar componentes diseñados para su uso dondequiera que se genere calor y necesite ser extraído rápidamente. Tales partes podrían incluir a los disipadores de calor que enfrían al chip del procesador en los ordenadores personales. El entramado en estos disipadores de calor puede diseñarse para facilitar el flujo del mismo y proporcionar incrementos de su disipación, produciendo una mejora de la fiabilidad y, por lo tanto, menos problemas en los PCs.

Aunque existen otros métodos de producir algunos tipos de celosías metálicas, éstos no permiten "diseñar" con precisión las características del entramado para que pueda adaptarse a requisitos especiales.

La versatilidad del nuevo sistema implica que pueden fabricarse componentes de los tipos mencionados con mejores características, así como productos para el cuidado de la salud y los sectores de la química. Por ejemplo, es posible imaginar reactores químicos miniaturizados que se construyan usando SLM y que reemplacen las grandes plantas químicas en el futuro, con ventajas sustanciales en lo que se refiere a producción, flexibilidad y seguridad.


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