Informe anual 2017

Nueva generación de tecnologías en la fabricación de impulsores

Sulzer y un reconocido fabricante de compresores se han unido para desarrollar conjuntamente un innovador proceso de fabricación de impulsores cerrados. Gracias a este nuevo proceso, Sulzer será capaz de ofrecer piezas de alta calidad con plazos de entrega drásticamente más reducidos. El ambicioso objetivo es ofrecer impulsores cerrados para nuestros clientes en 48 horas.

El impulsor es el componente rotatorio de una bomba. Transfiere la energía del motor al fluido para que este se acelere y genere presión. A diferencia de un impulsor abierto, uno cerrado incorpora también una cubierta frontal.

Debido a la geometría característica de los impulsores cerrados de las bombas, la única forma de fabricar estos componentes hasta la fecha ha sido utilizar tecnologías de fundición. Sin embargo, estas tecnologías conllevan riesgos de pequeños defectos internos y superficiales, una calidad de la superficie aceptable pero limitada y ligeras imprecisiones geométricas. Estos problemas no solo afectan al rendimiento general de la pieza, sino que también determinan la cantidad de esfuerzos de postproducción que son necesarios, como equilibrado y tratamiento de la superficie.

Otro factor, incluso para las llamadas tecnologías de forjado rápido, es el relativamente largo tiempo que conlleva producir una pieza acabada.

Combinación de tecnologías aditivas y sustractivas

La solución para una producción más rápida y mejor de impulsores reside en una tecnología que Sulzer ya lleva muchos años utilizando: deposición láser de metal (LMD). La clave está en utilizar la LMD para construir geometrías 3D de forma aditiva y, a continuación, utilizar el fresado de 5 ejes clásico para lograr superficies de gran calidad y precisión.

El proceso híbrido aporta ventajas aún mayores que la popular fusión selectiva por láser (SLM, por sus siglas en inglés), comúnmente denominada impresión 3D metálica, a determinadas industrias entre las que se incluye la de las bombas. La tasa de deposición es alrededor de una magnitud (5-15 veces) superior a la SLM clásica. Al mismo tiempo, la cantidad de material aditivo en un componente se puede reducir significativamente, lo que mantiene el proceso global en un precio razonable. Además, se pueden evitar estructuras de apoyo para la acumulación de aditivos. El vanguardista proceso de fresado de 5 ejes logra una precisión y una calidad superficial elevadas. La fabricación híbrida también acelera los ciclos del desarrollo de productos porque nos permite fabricar prototipos y recibir las reacciones de nuestros clientes mucho más rápidamente.

Impulsores cerrados de bombas en 48 horas

Para mejorar el proceso, es necesario optimizar todos los parámetros involucrados, como la energía láser, dosificación del polvo, velocidad, posición focal, etc. Además, las herramientas de software de fabricación asistida por ordenador (CAM, por sus siglas en inglés) necesitan utilizar las capacidades de tales procesos de fabricación híbrida. La mayoría del software CAM está programado para completar tareas de fabricación sustractiva. La generación aditiva de más de una capa de recubrimiento, especialmente en la forma en que el proceso LMD agrega el material, es un requisito relativamente reciente.

Para optimizar los parámetros y automatizar la programación del procedimiento, Sulzer ha unido fuerzas con un reconocido fabricante de compresores. Con la dedicación y experiencia de ambas compañías, los dos equipos están convencidos de que pueden lograr su ambicioso objetivo común de ofrecer al cliente impulsores cerrados de gran calidad en 48 horas a partir de mediados de 2018. Esta es una reducción radical del estándar actual de 25-35 días de producción empleando los métodos de fundición tradicionales.

Desarrollo de un impulsor cerrado mediante fabricación híbrida: (1) cilindro forjado; (2) núcleo del impulsor mecanizado a su geometría final; (3) impulsor terminado mediante fabricación aditiva y posterior fresado.

Aplicación de la fabricación híbrida a otros elementos

La fabricación híbrida no está limitada a impulsores o materiales individuales. Por lo tanto, el objetivo de los futuros desarrollos es utilizar la fabricación híbrida para otros componentes de bombas o emplear distintos materiales en una pieza. Un ejemplo del uso de materiales diferentes es la aplicación mediante LMD de un recubrimiento resistente al desgaste durante el proceso de fabricación. Este recubrimiento se puede aplicar en la zona correspondiente del impulsor para sustituir el anillo de desgaste.


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