En el sector aeroespacial, la fabricación aditiva por arco eléctrico con robot (WAAM) se utiliza para producir piezas estructurales de tamaño medio a extragrande con forma casi definitiva, utillaje a medida y equipos espaciales utilizando aleaciones metálicas certificadas. Al combinar la robótica industrial con la deposición por arco eléctrico, la tecnología WAAM permite obtener componentes metálicos a escala métrica diseñados específicamente para aplicaciones exigentes, tanto espaciales como de apoyo en tierra.
La ingeniería aeroespacial se basa en el equilibrio entre la integridad estructural y la eficiencia en el uso de los materiales. La fabricación convencional suele tener dificultades para producir componentes de gran tamaño sin un desperdicio excesivo de material ni plazos de entrega prolongados. MX3D resuelve estos cuellos de botella en la producción mediante tres propuestas de valor fundamentales adaptadas a los sectores aeroespacial y espacial:
Piezas grandes con forma casi definitiva: Fabricación de componentes que alcanzan varios metros de tamaño, lo que reduce drásticamente el volumen de materia prima necesario.
Plazos de entrega cortos: Evitando los retrasos habituales en los procesos tradicionales de forja y fundición, entregamos estructuras críticas y equipos de apoyo en tierra en cuestión de semanas, en lugar de meses.
Metalurgia certificada: Utilización de aleaciones industriales sometidas a rigurosas pruebas y depositadas en condiciones controladas para cumplir con los exigentes estándares del sector.
Descubre más sobre nuestras capacidades en impresión 3D metálica a gran escala .
¿Por qué elegir WAAM para el sector aeroespacial?
La evaluación de la fabricación aditiva para el sector aeroespacial requiere adaptar la tecnología adecuada a la escala estructural correcta. Los sistemas tradicionales de fusión en lecho de polvo son muy adecuados para componentes internos de motores pequeños y muy complejos, pero se ven muy limitados por el reducido espacio de construcción y el elevado coste de los polvos atomizados.
Fabricación aditiva por arco con hilo (WAAM) también funciona sin una cámara de fabricación restrictiva (gracias a nuestra modularidad y a la libertad de espacio que ofrecen los sistemas MX3D MX), lo que permite disponer de un amplio volumen de fabricación capaz de producir estructuras aeroespaciales a escala métrica y utillaje pesado que los sistemas de lecho de polvo simplemente no pueden alcanzar. Mediante el uso de un brazo robótico multieje y alambre de soldadura estándar, probado y certificado, la tecnología WAAM ofrece un método de deposición rápido y muy económico para piezas de gran formato.
Fundamentalmente, la WAAM mejora de manera significativa la relación «compra-vuelo». En el mecanizado sustractivo tradicional, la fabricación de grandes estructuras aeroespaciales a partir de material en lingotes genera un enorme desperdicio de material, lo que resulta especialmente costoso cuando se trata de aleaciones de alta calidad como el Inconel o el aluminio especializado para la industria aeroespacial. La deposición «casi en forma final» de la WAAM reduce drásticamente este desperdicio de material, imprimiendo únicamente el material que es estructuralmente necesario antes de una última y mínima pasada de mecanizado CNC.
Por último, es importante definir con honestidad el alcance de la ingeniería: WAAM está diseñado para elementos estructurales de gran tamaño, utillaje robusto y equipos pesados terrestres o espaciales. No se utiliza para capilares internos de motores con detalles precisos ni para álabes de compresores. Al centrarse en la eficiencia estructural a gran escala, WAAM resuelve los cuellos de botella en el proceso de adquisición allí donde resultan más problemáticos.
Aplicaciones aeroespaciales
WAAM se utiliza de forma activa para resolver los retos relacionados con la cadena de suministro y la ingeniería en varios ámbitos aeroespaciales distintos.
Piezas estructurales
En el caso de los módulos espaciales, la tecnología WAAM se utiliza para fabricar piezas estructurales de gran tamaño y que soportan cargas, como nudos internos, soportes de alta resistencia, soportes de motores y conectores estructurales. Al optimizar la topología de estas piezas, los ingenieros pueden reducir el peso sin renunciar a la resistencia al límite elástico necesaria. Para obtener más información sobre cómo esto garantiza la seguridad de las cadenas de suministro, lee nuestro informe sobre la producción localizada para los sectores de defensa y aeroespacial y la tecnología WAAM para el sector de la defensa .
Utillaje y accesorios
Una de las aplicaciones más inmediatas y de mayor impacto de la tecnología WAAM en el sector aeroespacial es la fabricación de utillaje a medida. La producción de grandes utillajes de laminado de materiales compuestos, plantillas de montaje y equipos de apoyo en tierra a medida suele verse afectada por largos plazos de entrega cuando se fabrican mediante forja o fundición. La tecnología WAAM permite la fabricación rápida y bajo demanda de grandes utillajes de acero y aluminio, lo que acelera el ciclo de fabricación general de la propia aeronave.
Equipos y estructuras espaciales
La libertad geométrica y la ausencia de limitaciones de tamaño hacen que la tecnología WAAM resulte muy atractiva para los equipos espaciales. Entre sus aplicaciones se incluyen las estructuras de satélites, la creación de prototipos de vehículos de lanzamiento y las infraestructuras de hábitat a gran escala diseñadas para su despliegue fuera de la Tierra.
Vehículos aéreos no tripulados y estructuras aeronáuticas experimentales
En el desarrollo de vehículos aéreos no tripulados (UAV) y drones experimentales, la iteración rápida es fundamental. En este contexto, WAAM permite a los equipos de diseño imprimir y probar rápidamente grandes estructuras aeronáuticas experimentales sin tener que recurrir a moldes permanentes y costosos.
Cumplimiento de las normas aeroespaciales (certificación y calidad)
Las aplicaciones aeroespaciales exigen un riguroso control de calidad y un cumplimiento estricto de los marcos de certificación, como la norma NASA-STD-6030. MX3D cuenta con un entorno de fabricación controlado y basado en datos, diseñado para cumplir con estas exigentes normas de seguridad.
Nuestras instalaciones de producción robotizada operan bajo una serie de normas exhaustivas, entre las que se incluyen la gestión de calidad ISO 9001, las normas de soldadura AWS/IIW y la certificación DNV. Además, MX3D cuenta con la acreditación de Lloyd’s Register como instalación de fabricación aditiva (AM), lo que demuestra nuestra capacidad para producir de forma sistemática componentes metálicos certificados y estructuralmente sólidos. Si bien la norma AS9100 y las normas aeroespaciales EN específicas representan vías de acreditación distintas para las piezas críticas para el vuelo, nuestra base de referencia consolidada en los sectores marítimo y estructural proporciona la trazabilidad metalúrgica necesaria para la evaluación de herramientas aeroespaciales y de apoyo en tierra.
Para garantizar la integridad estructural interna, aplicamos protocolos de ensayo exhaustivos. Obtén más información sobre nuestro enfoque en materia de ensayos no destructivos de piezas fabricadas mediante WAAM y consulta los procesos de homologación en nuestra guía: ¿Se pueden certificar las piezas fabricadas mediante WAAM? .
Dado que la tecnología WAAM produce una superficie acanalada característica, las tolerancias finales se consiguen mediante el mecanizado posterior a la soldadura. Integramos una planificación digital precisa para tener en cuenta estas etapas de acabado. Descubre más sobre la gestión de los márgenes de mecanizado en las impresiones metálicas de forma casi definitiva .
Materiales para el sector aeroespacial WAAM
La selección de materiales es fundamental en las aplicaciones aeroespaciales, donde los componentes se ven sometidos a cargas térmicas extremas y a un elevado esfuerzo mecánico. MX3D se centra exclusivamente en las aleaciones que abarcan la mayoría de los casos de uso a gran escala en estructuras y utillaje aeroespaciales; en particular, para garantizar una estabilidad óptima del proceso y la rentabilidad a gran escala.
En cambio, nuestra gama de productos aeroespaciales se basa en los siguientes materiales contrastados, como el aluminio aleado con escandio, por ejemplo, el 5183+Sc, y:
- Inconel y superaleaciones de níquel : Imprimimos Inconel 625 y 718 (UNS N06625/N07718). Estas superaleaciones a base de níquel mantienen una integridad estructural de alta resistencia excepcional y una gran resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas, lo que las hace ideales para componentes de la sección caliente, sistemas de escape y blindajes térmicos pesados.
- Impresión 3D en aluminio : Utilizamos hilos de aluminio de grado aeroespacial, entre ellos los tipos 2319 y 5356. Estas aleaciones son fundamentales para la fabricación de estructuras aeronáuticas ligeras, chasis de vehículos aéreos no tripulados (UAV) y equipos espaciales sensibles a la carga útil, en los que la relación resistencia-peso es un factor clave en el diseño.
- Impresión 3D en acero inoxidable y HSLA: Los aceros de alta resistencia y baja aleación (HSLA) y los aceros inoxidables de alta resistencia se utilizan ampliamente en equipos de apoyo en tierra de gran resistencia, soportes estructurales y utillaje de gran tamaño para el laminado de materiales compuestos.
Para obtener una visión general completa de nuestra metalurgia verificada, consulta nuestros centro de materiales y certificación .
Casos destacados
La prueba más significativa de la eficacia de la tecnología WAAM en el sector aeroespacial proviene de los proyectos ya entregados y probados sobre el terreno.
El suelo del hábitat lunar de la ESA
Un ejemplo destacado de la capacidad de WAAM en materia de infraestructura espacial es el suelo del hábitat lunar de la ESA. En el marco de un encargo destinado a demostrar la viabilidad de la impresión 3D a gran escala para la construcción fuera de la Tierra, MX3D fabricó con éxito esta gran estructura espacial.
Impreso con acero inoxidable 308LSi, el suelo del hábitat tiene un diámetro aproximado de 4,5 metros y pesa unos 395 kilogramos. Este proyecto, expuesto en la Bienal de Venecia de 2021 en colaboración con SOM, demuestra que WAAM es capaz de construir con éxito una arquitectura espacial de grandes dimensiones y estructuralmente sólida que los sistemas de lecho de polvo no pueden abordar.
Lee toda la información en nuestro estuche para el suelo del hábitat lunar de la ESA .
Empieza con nosotros
La transición de tus grandes herramientas aeroespaciales, equipos de apoyo en tierra o estructuras espaciales a la tecnología WAAM requiere contar con un socio de fabricación con experiencia. MX3D ofrece vías flexibles para adoptar esta tecnología: proporcionamos piezas metálicas bajo demanda desde nuestras instalaciones de Ámsterdam, o podemos suministrar sistemas robóticos llave en mano para su integración en sus propias plantas de fabricación aeroespacial.
Para iniciar un presupuesto de proyecto o un estudio de viabilidad, nuestro equipo de ingeniería necesita:
Geometría digital: El archivo CAD nativo del componente requerido.
Especificaciones de la aleación: El material de destino (por ejemplo, Inconel 718, aluminio 2319 o acero HSLA).
Nivel de certificación: Las normas específicas de ensayo, ensayos no destructivos (END) y garantía de calidad exigidas para la puesta en servicio de la pieza.
Presupuesto : una indicación del presupuesto asignado al proyecto deseado
Preguntas frecuentes sobre la impresión 3D en el sector aeroespacial
¿Cómo se utiliza la impresión 3D en el sector aeroespacial?
En el sector aeroespacial, la impresión 3D se utiliza para fabricar rápidamente componentes complejos en pequeñas series. Mientras que las tecnologías de lecho de polvo se emplean para fabricar pequeñas piezas internas de motores, la fabricación aditiva por arco de hilo (WAAM) se utiliza para producir grandes piezas estructurales con forma casi definitiva, utillaje de composite para uso intensivo y equipos espaciales utilizando aleaciones metálicas certificadas.
¿Qué metales utiliza MX3D para el sector aeroespacial?
MX3D cuenta con una amplia gama de hilos industriales, centrándose especialmente en el Inconel 625 y 718 para aplicaciones a alta temperatura, el aluminio (2319 y 5356) para estructuras ligeras y los aceros de alta resistencia para herramientas. Para mantener una estabilidad estructural óptima del proceso a gran escala, MX3D no imprime con titanio.
¿Se pueden imprimir en 3D piezas aeroespaciales de gran tamaño?
Sí. Al eliminar las limitaciones físicas de una cámara de vacío tradicional para la impresión 3D, la tecnología robótica WAAM permite imprimir estructuras aeroespaciales, moldes de laminado y equipos espaciales de varios metros de longitud, lo que supone una ventaja significativa en cuanto al tamaño con respecto a los métodos aditivos convencionales.
¿Se utiliza la impresión 3D para fabricar equipos espaciales?
Por supuesto. La tecnología WAAM es una solución ideal para la creación de prototipos y la fabricación de estructuras espaciales de gran tamaño, como estructuras de satélites y hábitats. Un ejemplo claro es el suelo de un hábitat lunar de la ESA, de unos 4,5 metros, fabricado por MX3D para una demostración de infraestructura extraterrestre.
¿Están certificadas las piezas aeroespaciales impresas en 3D?
Sí, los componentes estructurales impresos mediante WAAM se someten a un riguroso proceso de certificación. MX3D opera conforme a la norma ISO 9001 y a las normas de soldadura de AWS/IIW, y cuenta con las acreditaciones de Lloyd’s Register y DNV para sus instalaciones. Las piezas se someten a estrictos ensayos no destructivos (END) para garantizar que cumplen los códigos de integridad estructural exigidos antes de su puesta en servicio.
