El proyecto europeo InShaPe impulsa la fabricación aditiva de metales con un gran avance en eficiencia, asequibilidad y sostenibilidad

____ KRAILLING, ALEMANIA, 24 DE JULIO DE 2025

 

El proyecto de investigación InShaPe, financiado por la UE, ha publicado cifras impresionantes: sextuplicación de la productividad, reducción a la mitad de los costes de producción, disminución significativa del consumo de energía y el desperdicio de material y mejora de la calidad de los componentes. A lo largo de los últimos tres años, el consorcio ha desarrollado un nuevo enfoque de optimización de procesos que combina la conformación del haz basada en IA con la obtención de imágenes multiespectrales (MSI) en el proceso de fabricación aditiva de metales por fusión de lecho de polvo con láser (PBF-LB/M). El objetivo del proyecto era mejorar significativamente la eficiencia, la viabilidad económica y la sostenibilidad de este proceso de fabricación. Los socios del proyecto han probado con éxito estas innovaciones en cinco complejos demostradores industriales de la industria aeroespacial, el sector energético y la ingeniería mecánica. La Cátedra de Fabricación Aditiva por Láser de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) ha coordinado el proyecto, en colaboración con otros diez socios de ocho países. Financiado por la Unión Europea, InShaPe recibió 7,2 millones de euros del programa marco Horizonte Europa.

El método de fabricación aditivaFA) conocido como fusión de metales en lecho de polvo por láser es actualmente una tecnología fundamental para la producción de piezas metálicas complejas. Sin embargo, la rigidez de los perfiles de los rayos láser y la insuficiente supervisión del proceso suelen crear problemas durante el proceso de fusión, lo que puede provocar defectos en el material y detener la producción. El resultado son mermas y un mayor consumo de energía, lo que eleva los costes de producción y ralentiza el proceso. El consorcio que respalda el proyecto europeo InShaPe se enfrentó a estos retos e investigó un nuevo enfoque que combina la conformación del haz basada en IA y las imágenes multiespectrales.

Productividad seis veces mayor: el nuevo proceso de fabricación destaca en la práctica

Los socios del proyecto InShaPe han aportado importantes mejoras de productividad al proceso PBF-LB/M. En una serie de aplicaciones industriales, han logrado aumentos de productividad de más del 600% (6,2 veces), incluidas tasas de fabricación de hasta 93,3 cm³/h en componentes que utilizan Inconel 7181. La tasa de fabricación inicial era de 15 cm³/h. Al mismo tiempo, el consorcio redujo los costes en un 50%, alcanzando un importante objetivo del proyecto.

Los socios del proyecto demostraron la innovación en conformación de haces e imágenes multiespectrales (MSI) en cinco aplicaciones industriales: un impulsor para la industria aeroespacial (Inconel 718), una pieza de turbina de gas industrial (Inconel 718), parte de una cámara de combustión utilizada en el espacio (CuCrNb), una culata de motor de motosierra (AlSi10Mg) y componentes para antenas de satélite utilizadas en la comunicación espacial.

 

1 El Inconel 718 es una superaleación a base de níquel-cromo cuyas características son una gran resistencia y resistencia a la corrosión y al calor. Se utiliza con frecuencia para componentes expuestos a altas temperaturas y presiones o entornos corrosivos, como los que se encuentran en aplicaciones aeroespaciales.

 

Demostrador de fase inicial de InShaPe (material: IN718) © Frederik Watzka

Conformación del haz basada en IA en combinación con imágenes multiespectrales

Las tecnologías inteligentes de conformación del haz y de imágenes multiespectrales trabajan en estrecha armonía para mejorar enormemente el proceso FA . El perfil del haz láser se adapta específicamente al componente y a su geometría y material concretos. Esto mejora la calidad del componente y acelera el procesamiento, evitando problemas como grietas, salpicaduras y condensación que, de otro modo, obligarían a repasar o generarían residuos. Los investigadores de InShaPe descubrieron que un perfil de haz en forma de anillo -en combinación con estrategias de escaneado optimizadas- funciona especialmente bien para una amplia gama de aplicaciones. En lugar de utilizar un haz gaussiano, modularon el haz para distribuir su intensidad en un perfil en forma de anillo para generar el baño de fusión. Esto produce una zona de fusión más estable y un procesamiento más uniforme del material.

Paralelamente, el nuevo sistema de imágenes multiespectrales capta señales en varios rangos de longitud de onda y supervisa el proceso PBF-LB/M en tiempo real. De este modo, los cambios térmicos en el baño de fusión pueden detectarse en una fase temprana. Los datos registrados fluyen directamente a la gestión del proceso. Los defectos que antes paralizaban la producción o obligaban a retocar las piezas pueden corregirse ahora, lo que permite continuar el proceso sin grandes retrasos.

Pieza de turbina de gas industrial para el sector energético (material: IN718) © Frederik Watzka

Introducción industrial pionera para la producción en serie

En resumen, este innovador enfoque supone un importante paso adelante en el camino hacia la producción industrial en serie con PBF-LB/M. La combinación de la conformación inteligente del haz y el control del proceso MSI da como resultado una fusión más estable, reduciendo una fuente de defectos y garantizando un uso específico de la energía, que requiere menos recursos. Como resultado, se pueden fabricar piezas metálicas complejas con mayor rapidez, a menor coste y de forma más sostenible, al tiempo que mejora la calidad y aumenta significativamente la productividad. De este modo, InShaPe despeja el camino para una introducción industrial más rápida de la conformación de haces basada en IA y el control de procesos MSI, reforzando el progreso tecnológico en FA, especialmente para los sectores aeroespacial, energético y automovilístico. "El interés académico e industrial por nuestro trabajo es muy elevado. Estamos encantados de que esta tecnología se utilice pronto en sistemas industriales e impulse avances en el control de procesos, la garantía de calidad y las capacidades de aplicación en toda una serie de sectores", comentó la coordinadora de InShaPe, la profesora Katrin Wudy, de la Escuela de Ingeniería y Diseño de la Universidad Técnica de Múnich.

Dispositivos de combustión para aplicaciones espaciales (material: CuCrNb) © Frederik Watzka

Sobre el proyecto europeo InShaPe

Financiado por la Unión Europea, el proyecto InShaPe se puso en marcha en junio de 2022. A finales de mayo de 2025, había recibido 7,2 millones de euros de financiación de Horizonte Europa, el Programa Marco de Investigación e Innovación de la UE. El objetivo del proyecto era mejorar la eficiencia, la viabilidad económica y la sostenibilidad de la fusión de metales en lecho de polvo por láser y convertirla en una tecnología de producción comercialmente extendida. El proyecto lo llevó a cabo la Universidad Técnica de Múnich con otros diez socios de Alemania, Francia, Israel, Italia, Países Bajos, Suecia, Eslovenia y España. El proyecto fue dirigido por la Profesora Katrin Wudy, Directora de la Cátedra de Fabricación Aditiva por Láser de la Universidad Técnica de Múnich.

Rodete para aplicaciones espaciales (material: IN718) © Frederik Watzka

Descargas

Perfil de InShaPe

 

Nombre del proyecto: InShaPe (Grant Agreement no. 101058523) - Green Additive Manufacturing through innovative beam shaping and process monitoring
Duración: 06/2022 - 05/2025
Coordinación: Universidad Técnica de Munich, Alemania
Socios del proyecto:
AeniumEngineering, España
AMEXCI, Suecia
BavarianResearch Alliance GmbH, Alemania
BEAMIT Group, Italia
Universidad Tecnológica de Eindhoven, Países Bajos
EOSEOS GmbH Electro Optical Systems, Alemania
IMT, Instituto de Metales y Tecnología, Eslovenia
Oerlikon FA Europe GmbH, Alemania
SILIOS Technologies, Francia
Technion - Instituto Tecnológico de Israel, Israel

Coordinadora del proyecto: Prof. Dr-Ing. Katrin Wudy, Universidad Técnica de Munich
Programa: Horizonte Europa
Importe total de la financiación: 7,2 millones de euros
Financiación: Unión Europea

Este proyecto ha recibido financiación del programa de investigación e innovación Horizonte Europa de la Unión Europea en virtud del acuerdo de subvención nº 101058523. No obstante, los puntos de vista y opiniones expresados son exclusivamente los del autor o autores y no reflejan necesariamente los de la Unión Europea. Ni la Unión Europea ni la autoridad que concede la subvención pueden ser consideradas responsables de las mismas.

Contacto para la prensa:
Coordinadora del proyecto:
Prof. Dr.-Ing. Katrin Wudy
Escuela de Ingeniería y Diseño de la TUM
Cátedra de Fabricación Aditiva por Láser
Universidad Técnica de Múnich
Tel: +49 (89) 289 - 55320
Correo electrónico: katrin.wudy@tum.de
www.mec.ed.tum.de/en/lbam/home/

Acerca de EOS

 

EOS proporciona soluciones de fabricación responsable mediante tecnologías de impresión 3D industrial a organizaciones de todo el mundo. Desde 1989, EOS ha dado forma al futuro de la fabricación, permitiendo a sus clientes innovar y diferenciarse a través de la orientación de expertos, tecnología y servicios, aprovechando sus asociaciones industriales de fabricación aditiva de extremo a extremo (FA). Desde la estrategia a la formación y la producción, EOS es el socio líder mundial en soluciones de metal y polímero FA , que acelera el tiempo de comercialización de sus clientes gracias a la eficiencia de la producción de alta calidad y las soluciones sostenibles.

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