AERO CO. VIGILANCIA TECNOLÓGICA

INNCOMby

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Antecedentes

2

Contexto/AntecedentesEn los últimos años, la manufactura aditiva ha sido utilizada para la creación de prototipos de una manera rápida y eficaz, creando partes sofisticadas sin necesidad de emplear un proceso de maquinado. La manufactura aditiva está rompiendo el paradigma para la producción de partes metálicas de manera tradicional; por lo que para la empresa Aero Co., compañía dedicada a la manufactura de partes metálicas aplicadas en el sector automotriz, aeronáutico e industrial de acero y aluminio, es importante monitorear el avance de esta tecnología con el propósito de acelerar o frenar el proceso de inversión de tecnologías de 3D printing en la compañía.

En el proceso de vigilancia tecnológica del bimestre de Septiembre – Octubre se espera fortalecer el conocimiento de la manufactura aditiva de metales, así como determinar los avances tecnológicos y de mercado de dicha tecnología, enfocado en primer lugar, a la industrialización y escalamiento de la tecnología, eficiencia del proceso, estándares de calidad, mercados potenciales de exploración e impulsores tecnológicos y de mercado para la adopción de esta tecnología.

Capítulo

Patentes

01

Patentes

4

3

PatentesEn promedio fueron publicados

30 patentes cada mes31

Sept

iem

bre

Oct

ubre

29

75%

3%

22%

EmpresasInstitucionesInvestigadores

El 75% de las patentes pertenecen

al sector privadoEnfoque Tecnológico

1 Calidad de piezas metálicas

2 Eficiencia del proceso.

General Electric es el principal solicitante. Patentó 6 diferentes

tecnologías.

General Electric

6

The ExOne Company 2

Korea Institute of Industrial Technology

3

Airbus Group 2

Las patentes han sido solicitadas principalmente en China y Estados Unidos de

América.

38%

22%

HallazgosGeneral Electric publicó seis invenciones sobre la manufactura de piezas para turbinas y mejora de la eficiencia de proceso; enfocadas principalmente en la modificación de la fuente de energía empleada para la fusión del polvo.

Arconic y Boeing publicaron invenciones relacionadas con la mejora de la calidad. La primera, mediante la detección y diagnóstico de problemas con cámaras visibles y térmicas; mientras que la segunda por la incorporación de modelos termomecánicos.

Se encontraron dos empresas de reciente creación: Gefertec (Alemania) y Velo3D (Estados Unidos). La tecnología de Gefertec se basa en la soldadura de arco moderna; mientras que la de Velo3D en la sinterización por base de metal.

Existen invenciones que protegen el material empleado; tal es el caso de Nuevo Pignone que protege una aleación de Co-Fe-Ni-C para la fabricación de componentes de turbinas y Airbus que reclama una aleación de aluminio para componentes de motor.

Korea Institute of Industrial Technology es la organización educativa que más destaca con tres publicaciones enfocadas en evitar procesos de post manufactura de los componentes de impresos.

12

45

Patentes

5

Durante el bimestre septiembre y octubre se publicaron un total de 60 patentes, donde destaca que el 75% de las invenciones fueron solicitadas por parte del sector privado y se enfocan principalmente en mejorar la calidad de los productos elaborados a través de la manufactura aditiva y en eficientizar el proceso para industrializar la tecnología. A continuación, se describirán los principales hallazgos encontrados en el monitoreo de patentes.

General Electric publicó seis invenciones sobre la manufactura de piezas para turbinas y mejora de la eficiencia de proceso; enfocadas principalmente en la modificación de la fuente de energía empleada para la fusión del polvo.

Se publicaron seis patentes de General Electric durante el período de estudio, las cuales protegen la manufactura de partes metálicas para turbinas y la mejora en la eficiencia del proceso. Tal es el caso de la patente JP06216881B2 la cual protege un método para fabricar componentes de turbinas para ser utilizadas en ambientes de alta temperatura. Entre las ventajas se encuentran que el proceso es más rápido y la resolución del componente aumenta, lo que se debe principalmente a la fuente de energía utilizada para fusionar el polvo, puesto que mantiene efectivamente una temperatura de solución apropiada y se controlan las propiedades cristalográficas del polvo de solidificación durante el proceso de fabricación de la pieza. Otra patente relevante es US20170291260A1 la cual logra aumentar la eficiencia del sistema duplicando efectivamente la cantidad de polvo que se puede fusionar en cada secuencia de la impresión, mediante el uso de dos fuentes de energía, creando así un equipo de fabricación aditiva para unidad axi-simétrica.

Arconic y Boeing publicaron invenciones relacionadas con la mejora de la calidad. La primera, mediante la detección y diagnóstico de problemas con cámaras visibles y térmicas; mientras que la segunda por la incorporación de modelos termomecánicos.

1

2Arconic, empresa estadounidense proveedor de materiales ligeros para la industria aeroespacial, automotriz y turbinas de gas industriales, publicó la patente CN107206495A, donde se protege un método que permite la detección rápida y diagnóstico de problemas con el proceso de fabricación aditiva, ahorrando tiempo y materiales. El método permite calibrar una cámara para reducir y eliminar la distorsión de perspectiva, obteniendo así un modelo de calidad de volumen que comprende entradas, es decir, imágenes, desde cámaras visibles y térmicas corregidas para la distorsión de perspectiva y fácilmente combinables entre sí.

Patentes

6

Otra invención relevante para mejorar la calidad del proceso de manufactura fue solicitada por Boeing, empresa estadounidense que diseña, fabrica y comercializa aviones, helicópteros, misiles y satélites, en conjunto con Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, agencia federal de investigación científica de Australia. La invención propone un método para minimizar la distorsión en una pieza de trabajo, mediante un análisis de elementos finitos en un modelo termomecánico de la pieza durante y después de la fabricación para predecir la distorsión de la forma y el desarrollo de tensión residual en la pieza de trabajo en un sistema informático.

Se encontraron dos empresas de reciente creación: Gefertec (Alemania) y Velo3D (Estados Unidos). La tecnología de Gefertec se basa en la soldadura de arco moderna; mientras que la de Velo3D en la sinterización por base de metal.3

Una de las ventajas del monitoreo de patentes es encontrar empresas de reciente creación con tecnologías que pueden resultar disruptivas. En este caso se encontraron dos compañías con estas características. La primera es una empresa alemana llamada Gefertec, la cual desarrolla nuevos métodos de producción de partes metálicas a través de una tecnología registrada como 3DMP® que se basa en la soldadura de arco moderna. Dicha compañía pertenece al grupo de Scansonic, quien se encarga de impulsar a pequeñas compañías con tecnologías disruptivas y llevarlas al mercado. La patente encontrada EP3222374A1 protege el sistema de impresión metálica que reclama precisamente el diseño del equipo empleando la tecnología de soldadura de arco, previamente descrita. Dentro de los beneficios de esta tecnología se encuentra altas tasas de deposición, mejora en propiedades mecánicas, fabricación de piezas de 3 m2, reducción de costos de manufactura en un 60%, entre otros.

Otra empresa de reciente de creación es Velo3D, que al igual que Gefertec, se dedica a la manufactura de impresoras; sin embargo, la tecnología de Velo3D se basa en la sinterización por láser del metal. Cabe destacar que, según Crunchbase, la empresa ha recibido fondos de aproximadamente $22 millones de dólares, desde su fundación en el 2014. La patente encontrada US20170304944A1 protege un sistema integral de impresión 3D que incluye el método, equipo y software para la formación de objetivos en tercera dimensión robustos a partir de un metal o de su aleación.

Existen invenciones que protegen el material empleado; tal es el caso de Nuevo Pignone que protege una aleación de Co-Fe-Ni-C para la fabricación de componentes de turbinas y Airbus que reclama una aleación de aluminio para componentes de motor. 4

Patentes

7

Además de encontrar información referente al proceso o equipos de impresión 3D de metales, también se encontraron dos invenciones referentes a nuevos materiales. La patente EP3215289A1 perteneciente a Nuovo Pignone, subsidiaria italiana de General Electric, patentó una aleación de cobalto, hierro, níquel y carbón, la cual es utilizada para la fabricación de componentes de turbinas por manufactura aditiva para tecnologías como fusión de haz de electrones, fusión selectiva de láser, sinterización selectiva de láser, formación de metal por láser, sinterización directa de láser de metal y fusión directa de láser de metal. Entre las ventajas que reclama la invención es que mejora las propiedades mecánicas de los componentes y es una aleación económica. Asimismo, la empresa Airbus Defense & Space, perteneciente a Airbus Group, reclama el uso de una aleación de aluminio empleada para producir piezas, como componentes de motor, ligeras y con resistencia al calor. La aleación está compuesta por aluminio, magnesio, silicio, titanio y manganeso.

Korea Institute of Industrial Technology es la organización educativa que más destaca con tres publicaciones enfocadas en evitar procesos de post manufactura de los componentes de impresos. 5

Aunque las invenciones protegidas por universidades o centros de investigación fueron pocas, es importante mencionar la actividad tecnológica de Korea Institute of Industrial Technology, con tres publicaciones durante el período de estudio. La patente de mayor relevancia fue publicada bajo el número KR2017108927A y pretende evitar los procesos de post manufactura, mediante el control de la microestructura del material metálico, por medio de la configuración de parámetros durante el proceso de impresión.

Capítulo

Artículos científicos

02

Artículos científicos

9

3

Artículos científicosPublicación de 17 artículos

científicos durante el bimestre. Las instituciones más relevantes se encuentran en Reino Unido, China

y Estados Unidos.

Estados Unidos con el mayor número de artículos científicos

publicados en el bimestre.

5 Documentos

HallazgosLa tecnología de Selective Laser Melting (SLM) es la tecnología más mencionada en el monitoreo, en los artículos se mencionan la mejora de las propiedades del acero inoxidable 316L utilizando este tipo de tecnología.

El proceso selectivo de fusión por láser se utiliza para fabricar piezas metálicas densas sin necesidad de un procesamiento posterior, se comprobó que este proceso puede utilizarse para una mayor validación de la modelización de estudios y pueda adaptarse para la práctica industrial.

La técnica de fusión por láser (LMD) demuestra ser una tecnología que mejora las propiedades mecánicas de metales complejos y densos.

12

Oct

ubre

98

Sept

iem

bre

Enfoque Científico

1

2 3

4

Selective Laser Metal

Laser Melting SS 316L Laser Powder Bed Fusion

Laser Metal Deposition

Artículos científicos

10

Se encontraron un total de 17 publicaciones relacionadas con manufactura aditiva. Las instituciones más relevantes en el tema de estudio pertenecen a países como China, Estados Unidos y Reino Unido. Recientemente, la técnica de manufactura aditiva de metales ha atraído mucha atención a la industria debido a sus ventajas prometedores que incluye la reducción de la huella de carbono a través de la optimización del diseño de las piezas metálicas y la reducción de residuos. Las empresas actualmente buscan una solución para cubrir esta necesidad y encontrar los medios más efectivos y de menor costo para moldear sus metales en formas maleables para aumentar sus ventas. Hoy en día, existen múltiples tipos de tecnologías para la manufactura aditiva de metales que tienen sus propios beneficios y desventajas. Precisamente, las publicaciones científicas están encaminadas a ofertar soluciones que puedan contrarrestar dichas desventajas.

Las tecnologías que resaltaron en las publicaciones encontradas durante el periodo de tiempo de septiembre a octubre de 2017 son las siguiente:

1. Selective laser melting (SLM)2. Laser additive manufacturing (316L SS) 3. Laser metal deposition 4. Laser powder bed fusion

A continuación, se mencionan los artículos más relevantes del monitoreo realizado en manufactura aditiva para metales por tecnología.

La tecnología de Selective Laser Melting (SLM) es la tecnología más mencionada en el monitoreo, en los artículos se mencionan la mejora de las propiedades del acero inoxidable 316L utilizando este tipo de tecnología.1

En el monitoreo se señala que, siendo una tecnología potencial para la manufactura aditiva de metales, tiene muy baja eficiencia y los estudios realizados buscan incrementar esta eficiencia por medio de diferentes estrategias y cambios en el proceso de SLM. El artículo llamado “Research on high layer thickness fabricated of 316L by Selective Laser Melting” analiza los parámetros de proceso en densidad relativa, microestructura y propiedades de tracción de materiales con un espesor de capa alta de 150 µm y un polvo fino de partícula promedio de 18 µm para incrementar la eficiencia en SLM y obtener densidades relativas más altas. Como conclusión se obtuvo que las fabricaciones con multicapa pueden obtener rangos de bloques de densidad relativa aproximada del 99.53% al 99.99%. El mejor valor de densidad relativa se pudo alcanzar en 99,99% cuando el parámetro de proceso del tiempo de exposición es 120 μs, la distancia del punto es 40 μm y el espacio de sombreado es 240 μm. La tasa de construcción puede ser de hasta 12 mm3 / s, que es aproximadamente de 3 a 10 veces mayor que los estudios previos.

Artículos científicos

11

Por otro lado, la tecnología de manufactura aditiva de láser para acero inoxidable 316L se estudia en 3 publicaciones. El acero inoxidable 316L es un acero de uso en ambientes marinos, aeroespaciales y médicos debido a su combinación de resistencia a la corrosión. A pesar de que los datos de propiedad de la estructura de este tipo de acero son importantes en los productos de la manufactura aditiva, una gran preocupación permanece cuando se comparan las partes fabricadas con manufactura aditiva con las hechas usando métodos tradicionales de fabricación de metal, en particular los mecanismos de falla y daño que surgen de las microestructuras únicas producidas durante la manufactura aditiva.

El estudio que se seleccionó para esta tecnología es uno llamado “Structure/property (constitutive and spallation response) of additively manufactured 316L stainless Steel”. En este estudio se manufacturaron muestras cilíndricas de acero inoxidable 316L usando un sistema de fabricación de aditivos láser LENS MR-7 de Optomec equipado con un láser de fibra de Yb de 1 kW. El propósito de esto fue determinar las propiedades de fractura dinámica y de carga de choque inducida como una función de varias tensiones de choque pico de acero inoxidable 316L producidas por la fabricación de aditivos LTE (Laser Engineered Net Shaping) en comparación con las de acero inoxidable 316L recocidas y acero inoxidable 316L por manufactura aditiva después de la recristalización. El artículo concluyó que el acero inoxidable 316Lrecocido obtiene un 10% menor resistencia comparada con el acero inoxidable 316L por manufactura aditiva, en cuanto a las demás propiedades no hubo diferencias significativas entre los procesos.

El proceso selectivo de fusión por láser se utiliza para fabricar piezas metálicas densas sin necesidad de un procesamiento posterior, se comprobó que este proceso puede utilizarse para una mayor validación de la modelización de estudios y para adaptarse a la práctica industrial.2

La técnica de fusión de lecho de polvo de láser (L-PBF) o tradicionalmente conocido como proceso selectivo de fusión por láser es utilizado para obtener estructuras metálicas completamente densas sin necesidad de un procesamiento posterior. Muchos estudios de investigación se realizaron para predecir el campo de temperatura, fusión, evaporación y predicción de las microestructuras; sin embargo, el proceso L-PBF demuestra requerir una energía relativamente alta, niveles de densidad altos y velocidades de escaneo más bajas para fundir y fusionar con éxito el material del metal en polvo en comparación con los procesos de sinterización por láser. Debido a las intensidades de alta energía aplicadas con la alta potencia rayo láser, puede haber inestabilidades en el grupo de fusión, problemas relacionados con salpicadura de material y evaporación rápida de material.

Artículos científicos

12

Se analizó el artículo llamado “Laser powder bed fusion of nickel alloy 625: Experimental investigations of effects of process parameters on melt pool size and shape with spatter analysis”.

Este estudio presenta investigaciones experimentales de los efectos de los parámetros del proceso L-PBF y busca la estrategia para obtener la densidad relativa, el tamaño y la forma del conjunto de fusión adecuados. Se manufacturaron por medio de este proceso placas de circuito y se analizaron con dos objetivos: i) determinar qué tan cerca estuvo cada placa de densidades totales y ii) determinar el conjunto de derretimiento dimensiones (ancho y profundidad) y forma de cada placa. Asimismo, para entender mejor la técnica de L-PBF, se realizó una grabación de video de cámara térmica in situ y se analizaron para el tamaño de la masa fundida, partículas de salpicadura y tasas de calentamiento y enfriamiento durante el procesamiento del material en polvo de níquel aleación 625.

En conclusión, desde imágenes térmicas de la video in situ se observan salpicaduras significativas de partículas de polvo con aproximadamente 20-35% del área total que se procesa a lo largo de un solo seguimiento que conduce a material en polvo sustancial y pérdida de calor. Durante el procesamiento se midió un calentamiento rápido de aproximadamente 600-800 ° C de temperatura a 1200-1400 ° C con una velocidad de calentamiento de 600 ° C / ms hacia la dirección de escaneo y enfriamiento desde la temperatura máxima del proceso hasta 600 ° C con una tasa de 150 ° C / ms. Estas medidas de calentamiento y enfriamiento proporcionan un nuevo entendimiento profundo del proceso y se pueden usar en validación de modelos de simulación LPBF para la predicción de campo térmico y microestructura de solidificación.

La técnica de fusión por láser (LMD) demuestra ser una tecnología que mejora las propiedades mecánicas de metales complejos y densos.3

Como una de las técnicas de manufactura aditiva, la deposición de fusión por láser (LMD) ha sido ampliamente utilizada para fabricar metal complejo denso, por fusión y solidificación de polvos metálicos capa por capa, especialmente en el caso de alto Co-Ni acero de endurecimiento secundario. La evolución de la microestructura del acero de endurecimiento secundario Co-Ni alto depositado producido por deposición de fusión por láser ha sido investigado, ya que aunque las muestras impresas en 3D tienen mismos componentes de fase que el acero AerMet 100, las propiedades mecánicas son ligeramente peores que las de la AerMet 100 forjado comercialmente debido a la presencia de vacíos.

Artículos científicos

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Se analizó el artículo científico llamado “Mechanical proporties and microestructure of 3D- printed high Co-Ni secondary hardening Steel fabricated by laser melting deposition” que tiene como objetivo examinar las propiedades mecánicas y microestructura del Co-Ni secundario impreso en 3D templado con acero endurecido producido por la técnica LMD. Del experimento realizado, los resultados mostraron que la placa depositada de la muestra tenía un sistema celular completamente en zig-zag y su estructura soldificada con excelente mecánica a temperatura ambiente.

Capítulo

Noticias de Mercado

03

Noticias de mercado

15

3

Noticias de Mercado

HallazgosDentro del periodo de tiempo, en noticias de mercado resaltaron 4 empresas que se encuentran dentro del top 10 empresas de manufactura aditiva de metales: ARCAM, GE additive, HP y Precision ADM, las cuales anuncian nuevas colaboraciones, inversiones, adquisiciones y certificaciones en el tema de manufactura aditiva de metales.

Estados Unidos y Australia se mostraron líderes en el esfuerzo de investigación y desarrollo de nuevas tecnologías para la manufactura aditiva de metales, con el propósito de fabricar piezas con mejores propiedades y mayor calidad.

Precision ADM, empresa líder mundial en el mercado de manufactura aditiva de metales, es la primera empresa canadiense de servicios de fabricación de aditivos metálicos y sustractivos que recibe la certificación del Sistema de Gestión de la Calidad ISO 13485: 2016.

Lo sectores que más evolución tendrán en la manufactura aditiva de metales serán el aeroespacial, el de defensa y el automotriz.

12

4

Se encontraron 57 noticias relevantes sobre el tema

General Electric, EOS, HP y GKN fueron las empresas más

mencionadas durante el bimestre.

Enfoque mercado

Las regiones con mayor presencia en el tema son Norteamérica y Europa.

Oct

ubre

2928

Sept

iem

bre

Estados UnidosReino UnidoAlemaniaAustraliaFranciaCanadáSuecia

Regulaciones:Lloyd’s Registrer crea una certificación para piezas fabricadas con 3D printing para la industria de petrolera. Precision ADM INC es la primera empresa en recibir la certificación ISO 13485:2016.

1

2 Alianzas y adquisiciones:Missouri S&T ayuda a Argonne a acelerar el 3D printing. HP y Siemens se asociación para nuevo desarrollo, enfocado en el software. FIT AG invierte en EOS para la instalación de una planta de manufactura de impresoras. Sintavia LLC y TrumpF Group trabajan en el desarrollo de equipos de impresión para aplicaciones aeroespaciales.

Noticias de mercado

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En el monitoreo realizado en noticias de mercado, se identificaron 57 noticias relevantes en el tema de manufactura aditiva de metales de las cuales 28 fueron publicadas en septiembre y 29 en octubre. Estas 57 noticias se analizaron y se identificaron los principales actores claves en el tema, los países más involucrados, inversiones, alianzas, regulaciones del mercado y segmentos.

Los actores claves en el tema de manufactura aditiva de metales identificados en el monitoreo de noticia de mercado incluyen General Electric y sus subsidiarias (Arcam, concept laser.) anunciando inversiones y alianzas comerciales, EOS y FIT AG con inversiones en sistemas nuevos de manufactura aditiva, HP y Siemens, GKN aditive, Matererialise, Grupo Höganäs Koninklijke, Optomec, Renishaw SLM Solutions Group y Exone. Asimismo, se reveló en las noticias que Estados Unidos tiene el 38% de participación mercado en impresión 3D.

Dentro del periodo de tiempo, en noticias de mercado resaltaron 4 empresas que se encuentran dentro del top 10 empresas de manufactura aditiva de metales: ARCAM, GE additive, HP y Precision ADM, las cuales anuncian nuevas colaboraciones, inversiones, adquisiciones y certificaciones en el tema de manufactura aditiva de metales.1

FIT AG, empresa alemana especialista en soluciones de fabricación aditiva, está ampliando sus capacidades industriales de impresión en 3D e invirtiendo en cinco sistemas de la empresa EOS, también alemana. Las soluciones EOS formarán parte de una fábrica con 4.200 metros cuadrados de superficie, especialmente diseñada para producción en serie utilizando tecnología de impresión 3D industrial. Por lo tanto, FIT AG continúa construyendo sobre su posición líder a nivel mundial como proveedor especial en el campo de la manufactura aditiva. Al mismo tiempo, EOS será proveedor estratégico de FIT AG, que planea utilizar los sistemas EOS para fabricar productos principalmente para la industria automotriz, para el sector médico y la industria aeroespacial. FIT AG tiene como objetivo automatizar sus procesos y, por lo tanto, impulsar el futuro de la Fabricación Aditiva industrial a gran escala.

Por otro lado, se asociaron dos actores principales de la industria de la impresión 3D de metales, GKN plc (empresa británica manufacturera de componentes automotrices y aeroespaciales) y General Electric. La colaboración que firmaron permitirá a GKN convertirse en socio de desarrollo y producción de tecnologías de deposición de formas libres de General Electric Additive.

Noticias de mercado

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Estados Unidos y Australia se mostraron líderes en el esfuerzo de investigación y desarrollo de nuevas tecnologías para la manufactura aditiva de metales, con el propósito de fabricar piezas con mejores propiedades y mayor calidad.2

Asimismo, dos grandes empresas de la tecnología industrial, HP y Siemens, se han asociado para desarrollar un módulo de software de fabricación aditiva. El nuevo módulo de software, Siemens NX AM para HP Multi Jet Fusion, está disponible en Siemens como parte de su software PLM (Product lifecycle management) para fabricación aditiva. Multi Jet Fusion 3D de HP es un sistema comercial de impresión en 3D que utiliza el proceso de L-PBF, en el que una fuente de energía, lámparas de calor en este caso, fusiona partículas de polvo metálico punto por punto, capa por capa, hasta que se completa un objeto.

Otra alianza que vale la pena mencionar es la de Sintavia LLC, proveedor de servicios de fabricación de aditivos metálicos y el grupo TRUMPF de propiedad familiar, una empresa de tecnología líder que ofrece soluciones de producción en los sectores que utilizan maquinaria, herramientas y láser. La alianza se formó para trabajar juntos en máquinas para aplicaciones aeroespaciales, lo que aumentaría la penetración de las impresoras 3D Truprint metal de TrumpF Group.

Noticias de mercado

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Institución País Investigación o desarrollo

El científico en materiales Yinmin “Morris” Wang y sus colegas presentaron un enfoque para usar laser y un proceso de enfriamiento rápido para fusionar partículas de aleación metálica en una estructura densa y compacta. Esto con el fin de reducir la porosidad que tienen las estructuras de acero inoxidable que son fabricadas con manufactura aditiva. Wang y sus colegas diseñaron un proceso controlado por computadora para no solo crear capas densas de acero inoxidable, si no también controlar estrictamente la estructura de su material desde la escala nano a escala micro.

Albergará la instalación de impresión 3D de metal más avanzada del hemisferio sur gracias a una subvención del Gobierno del Estado de $ 1.4 millones anunciada en octubre. La subvención se proporcionará a la Universidad de Adelaida para establecer la red de investigación aplicada de fabricación aditiva, que creará puestos de trabajo y proporcionará acceso a las empresas locales para la fabricación de piezas para el creciente dispositivo médico y las industrias de defensa. La instalación será el único centro de fabricación de aditivos metálicos en Australia disponible para las empresas sobre una base comercial. El acceso esta tecnología eliminará importantes presiones y barreras de costos para los fabricantes locales.

Anunció la impresión en cobre de un componente de un motor en menos de 12 minutos a un costo de US $4.60. La impresora que adquirieron y utilizaron se llama Lightspeed 3D y puede simplificar la fabricación de metal que tradicionalmente pude llevar meses debido a las costosas e inflexibles técnicas de producción en masa. La impresora de metal podría revolucionar el precio y el acceso a los componentes aeroespaciales, de salud y automotrices. También produce un desperdicio mínimo, de uno a cinco por ciento de material perdido en el proceso de impresión.

Estados Unidos

Australia

Autralia

Laboratorio Nacional de

Lawrence Livermore

Universidad de Adelaida

Universidad de Charles Darwing

Noticias de mercado

19

Institución País Investigación o desarrollo

Anunció que sus investigadores han desarrollado una técnica para imprimir con éxito aleaciones de aluminio de alta resistencia. Estas aleaciones serán utilizadas para piezas de aviones y automóviles, que antes no eran piezas fabricables por impresión 3D, lo cual ha sido resulto por los investigadores de HRL. Un beneficio adicional es que su método se puede aplicar a familias de aleaciones adicionales tales como aceros de alta resistencia y superaleaciones a base de níquel difíciles de procesar actualmente en la fabricación aditiva.

Los científicos examinaron recientemente los materiales formados por la impresión 3D en tiempo real a medida que el láser moldeaba los polvos de metal en sus formas. A medida que el láser “imprime” componentes metálicos, el físico de Argonne, Tao Sun y sus colaboradores, analizan su funcionamiento interno a través de los intensos rayos X sincrotrón en Advanced Photon Source, una instalación de usuario de la Oficina de Ciencias del DOE ubicada en Argonne. El resultado fue un ciclo virtuoso en el que los datos experimentales se incorporan a los modelos de fabricación aditiva, y luego los modelos mejorados se probaron con experimentos más elaborados y perspicaces. Comentan los investigadores, que la interacción entre modeladores y experimentadores fue esencial para comprender con claridad y precisión la física de materiales subyacente requerida para hacer que la impresión 3D sea verdaderamente confiable.

Estados Unidos

Estados Unidos

HRL Laboratories (propiedad de

General motor y Boeing)

La Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri,

el Laboratorio Nacional Argonne y la Universidad Carnegie Mellon

Precision ADM, empresa líder mundial en el mercado de manufactura aditiva de metales, es la primera empresa canadiense de servicios de fabricación de aditivos metálicos y sustractivos que recibe la certificación del Sistema de Gestión de la Calidad ISO 13485: 2016.3

La implementación de esta certificación permite a Precision ADM fabricar dispositivos médicos, como implantes ortopédicos, utilizando las últimas tecnologías de fabricación digital. Con estas tecnologías, Precision ADM puede reducir los costos de producción al reducir el desperdicio y disminuir el tiempo de comercialización simplificando o eliminando herramientas y equipos.

Noticias de mercado

20

La Fabricación Aditiva también hace posible la producción de diseños personalizados y específicos para el paciente y dispositivos con geometrías complejas, con un costo potencial menor que los métodos de fabricación tradicionales. Precision ADM se está enfocando actualmente en dispositivos médicos fabricados aditivamente producidos en materiales tales como titanio, cromo-cobalto y aleaciones de acero inoxidable.

Por otro lado, la firma global de ingeniería Lloyds Register (LR) anunció que ha certificado por primera vez una pieza fabricada aditivamente para la industria del petróleo y el gas. Como la pieza debía diseñarse y fabricarse con tecnología de fabricación aditiva, requería un proceso de certificación riguroso para garantizar que su uso fuera seguro. La pieza se utilizará para un conjunto de herramientas de aislamiento de tuberías, la cual se cree que es la herramienta más pequeña del mundo adecuada para tuberías de seis pulgadas de diámetro. El proyecto también involucró a The Welding Institute, quien ayudó a establecer el marco de certificación de LR. Según las dos compañías, el marco tiene en cuenta no sólo estándares de materiales, si no también estándares en las instalaciones de fabricación.

Lo sectores que más evolución tendrán en la manufactura aditiva de metales serán el aeroespacial, el de defensa y el automotriz.4

El mercado de las impresoras en general está experimentando una mayor demanda en el sector manufacturero en países como Estados Unidos y Alemania. Es cada vez más frecuente que las grandes empresas adopten la fabricación aditiva, la tasa de crecimiento de aquí al 2022 es del 20,6%. Los elementos clave que se observó impulsan el mercado de la manufactura aditiva de metales fue el constante aumento de la inversión en la industria, el comportamiento del comprador en Internet y las muchas ventajas de la impresión 3D en comparación con los métodos tradicionales de fabricación.

Capítulo

Redes Sociales

04

Redes sociales

22

3

Redes sociales

HallazgosEn el 2018 HP lanzará una impresora de metales que pueda producir componentes de alta calidad y a un menor costo que las actuales, para aplicaciones industriales y de volumen.

MX3D, en conjunto con Autodesk, están desarrollando un puente por medio de manufactura aditiva empleando robots, donde utilizan sensores para detectar errores de manufactura y llevar a cabo acciones correctivas.

Lanzamiento de productos que buscan optimizar el proceso de impresión en metales, tal es el caso de la impresora RenAM 500Q, de Renishaw, que incrementa la productividad incorporando cuatro láseres; mientras que Desktop Metal lanzará en el 2018 una impresora 100 veces más rápida y 20 veces más económica.

Se encontraron cinco influenciadores a nivel mundial sobre el tema de manufactura aditiva en metales, de las cuales cuatro se enfocan a presentar noticias y análisis sobre el sector y uno es un representante de la compañía DesktopMetal

12

4

En promedio se registraron 60 menciones al día sobre impresión 3D de metales Temas de mayor impacto

Estados Unidos, Canadá, India, Japón, Reino Unido y Alemania son los países con mayor número de interacciones.

Estados UnidosCanadáPoloniaIndiaJapónAlemaniaReino Unido

3dPrinting Industry (Noticias e información)

3dHubs (Red de servicios de 3d printing)

3D Printing & 3Ders (noticias y tendencias)

Tuan Tranpham (VP of Global Sales at Desktop Metal)

VizWorld (noticias)

1

2

Chile

120

100

80

60

40

20

03

Lanzamiento de impresoras 3D de HP.

Relación entre IoT y la impresión 3D de metales.

Incremento de productividad.

INFL

UEN

CIA

DO

RES 1

2

3

4

5

Redes sociales

23

Las redes sociales son un medio donde es posible conocer los temas de mayor impacto, en torno a cierto tema, tecnología, marca y producto. En el caso específico de la impresión 3d de metales es importante conocer los temas de mayor impacto para determinar cómo éstos pueden afectar o beneficiar la incorporación de líneas de producción de manufactura aditiva en la compañía Aero Co. Primeramente, es importante mencionar que en redes sociales como en la web el tema de manufactura aditiva en metales es un tópico en constante movimiento e interacción, puesto que, en promedio, durante el bimestre, se mencionó diariamente la tecnología 60 veces. Estados Unidos, Canadá, India, Japón, Reino Unido y Alemania fueron los países que tuvieron mayor número de interacciones y son aquellos en donde posiblemente se explora con mayor intensidad la tecnología. A continuación, se mencionan los tópicos con mayor impacto e interacción durante el bimestre septiembre – octubre.

En el 2018 HP lanzará una impresora de metales que pueda producir componentes de alta calidad y a un menor costo que las actuales, para aplicaciones industriales y de alto volumen. 1

CAD Microsolutions, proveedor de soluciones de software y hardware de impresión 3D, publicó que HP anunció que, en el 2018, se lanzarán las impresoras a color de tercera dimensión y de metales a un menor costo que las que actualmente existen. Según Dion Weisler, CEO de HP Inc., se ha desarrollado una tecnología para la impresión de metales de alta calidad y a un menor costo; puesto que actualmente esta industria se centra en aplicaciones especializadas, de alto valor y costosas. Por lo tanto, este nuevo desarrollo espera transformar la industria del metal para escalar dicha producción y que sea más convencional y de alto volumen. Asimismo, es importante recalcar que dentro del RoadMap de la empresa se espera que para el 2020 estas tecnologías se produzcan en masa y para una amplia variedad de aplicaciones.

MX3D, en conjunto con Autodesk, están desarrollando un puente por medio de impresión tridimensional de acero empleando robots, donde utilizan sensores para detectar errores de manufactura y llevar a cabo acciones correctivas.2

Redes sociales

24

Otro tópico de impacto fue la relación entre el “Internet de las Cosas” y la impresión 3D en metales. Esto se debe a que ingenieros de la empresa MX3D, compañía que desarrolla una revolucionaria tecnología de manufactura aditiva robótica, y Autodesk se encuentra construyendo un puente de acero en Ámsterdam utilizando dichos robots, con lo que será posible crear diferentes tipos de arquitecturas. Este nuevo método de construcción utilizará sensores que serán capaces de comunicar si el puente o secciones de éste fue mal construido y llevar a cabo acciones correctivas. Asimismo, los datos recolectados podrán servir para diseñar mejores productos impresos en 3D.

Lanzamiento de productos que buscan optimizar el proceso de impresión en metales, tal es el caso de la impresora RenAM 500Q, de Renishaw, que incrementa la productividad incorporando cuatro láseres; mientras que Desktop Metal lanzará en el 2018 una impresora 100 veces más rápida y 20 veces más económica. 3

Como se mencionó en la parte tecnológica, una de las desventajas de la tecnología es su baja eficiencia. Publicado por la revista de manufactura aditiva FFJournal, se encontró una tecnología, actualmente comercializable, que es capaz de incrementar la productividad, entre tres a cuatro veces, de la impresión 3D en metales, mediante la integración de cuatro láseres, en lugar de uno. La tecnología pertenece a la empresa británica Renishaw y el equipo se encuentra disponible bajo el nombre comercial de RenAM 500Q. Otro tema relevante, con respecto a la optimización del proceso, es el publicado por 3DPrintingMonkey, donde se menciona que la empresa Desktop Metal se encuentra desarrollando una impresora que es 100 veces más rápido y 20 veces más económica que la convencional. La primera versión de la impresora estará disponible a mediados del 2018 y será capaz de imprimir diversos tipos de metales como acero, cobre y titanio.

Se encontraron cinco influenciadores a nivel mundial sobre el tema de manufactura aditiva en metales, de las cuales cuatro se enfocan en presentar noticias y análisis sobre el sector y uno es un representante de la compañía DesktopMetal 4

Redes sociales

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Además de mencionar los temas de mayor impacto en el mes, es importante identificar aquellas páginas de web y perfiles que se encuentran en constante interacción y publicación de tópicos relacionados con el tema. Conocerlos son de suma importancia puesto que su opinión puede marcar una pauta sobre la tendencia de la tecnología y el éxito o fracaso de un producto o tecnología. Durante el bimestre septiembre – octubre los influenciadores más relevantes fueron:

1. 3dPrinting Industry: cuenta con 95 mil seguidores y su perfil se enfoca a ofrecer noticias e información sobre el sector. 2. 3dHubs: cuenta con más de 25 mil seguidores y su perfil es una red que conecta los servicios de impresión 3D con los consumidores. 3. 3D Printing & 3Ders: es un perfil que cuenta con información, análisis, tendencias y hallazgos sobre la impresión 3D. Cuenta con 50 mil seguidores. 4. Tuan Tranpham: cuenta con más de catorce años en el sector de la impresión 3D y actualmente es VP de ventas globales en la compañía estadounidense DesktopMetal. Cuenta con alrededor de cinco mil seguidores. 5. VizWorld: cuenta con aproximadamente diez mil seguidores y es un perfil enfocado a proporcionar noticias sobre el sector.

Capítulo

Conclusiones y Recomendaciones

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Conclusiones

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Conclusiones y RecomendacionesSin duda, el tema de manufactura aditiva de metales es un tópico dinámico donde constantemente aparece nueva información del tema. Las invenciones que están protegiendo las grandes empresas del sector de manufacturero y las alianzas que están creando para acelerar la adopción e industrialización de la tecnología, establecen la importancia del tema en el sector y el grado de inversión de dichas compañías.

Hasta el momento, y según el análisis de artículos científicos, la tecnología con mayor potencial de industrialización es Selective Laser Melting, puesto que en sus investigaciones se busca optimizarla y mejorarla; caso contrario a las otras tecnologías donde las publicaciones se centran en la ciencia básica, mediante el entendimiento del proceso.

Por lo anterior, Aero Co. debe buscar acelerar su proceso de inversión para la adquisición de equipo de impresión metálica, mediante la evaluación de tecnologías y equipos disponibles. Algunos equipos prometedores que tuvieron relevancia durante la vigilancia de este bimestre fue de las empresas de GEFERTEC (http://www.gefertec.de/en/), Desktop Metal (https://www.desktopmetal.com/) y Renishaw (http://www.renishaw.com/en/additive-manufacturing-systems--15239). Asimismo, es importante monitorear el lanzamiento de la impresora que lanzará HP en el 2018 y comparar sus características con los equipos antes mencionados. Asimismo, se recomienda investigar las patentes solicitadas por dicha empresa en el tema para determinar las tecnologías y/o productos que se ha protegido.

Como se muestra en el resultado de patentes y noticias, los principales hallazgos se encuentran enfocados en la manufactura de aeropartes; por lo que se recomienda realizar una evaluación de las partes aeronáuticas que fabrica Aero Co. y determinar aquellas con mayor factibilidad de elaborarlas con manufactura aditiva, para así crear prototipos y definir diseños de experimentos en cuanto materia prima y parámetros de operación.

Conclusiones

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Aunado a lo anterior, es importante analizar con mayor profundidad el portafolio de patentes y productos comerciales de empresas que se han dedicado a la elaboración de aeropartes con manufactura aditiva, como General Electric, Airbus y Boeing; para así determinar sus fortalezas y debilidades, para atacar sus áreas de oportunidad y contrarrestar las amenazas comerciales que estas compañías representan. Asimismo, al investigar su propiedad intelectual es posible aprovechar el conocimiento que han generado para determinar con las piezas y materiales con los que Aero Co. puede comenzar su proceso de investigación y desarrollo.

Para mejorar la evaluación se puede realizar una vinculación o alianza estratégica con empresas y/o universidades. En primera instancia, se puede realizar visitas a la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri, quien ha participado en colaboración con otras instituciones en el tema de manufactura aditiva. También, se pueden entablar conversaciones con Tuan Tranpham, quien es un importante exponente en el tema, según el monitoreo de redes sociales, para crear una alianza tecnológica con la empresa Desktop Metal.

Anexo 1

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Anexo 1- Herramientas de búsqueda

A continuación, se muestra las herramientas de búsqueda que se utilizaron para la elaboración del estudio de vigilancia durante el bimestre septiembre-octubre.

Tipo de información Base de datos Descripción

Derwent Innovation es una base de datos de patentes que alberga documentos en trámite o ya otorgados de México, Estados Unidos, la Unión Europea, Japón, China, Taiwán, Canadá, entre otros países. Dicha herramienta contiene aproximadamente el 90% de las patentes a nivel mundial.

La colección contiene más de 12,000 revistas de alto impacto en el mundo, esto quiere decir que son aquellas publicaciones “elite” en su campo de investigación. Los índices utilizados fueron: - Science Citation Index Expanded: Cubre alrededor de 8,500 revistas en alrededor de 150 disciplinas. - Social Sciences Citation Index: Cubre alrededor de 3,000 revistas en alrededor de 55 disciplinas de ciencias sociales.

Emerging Market Information System (EMIS) es una plataforma de información que proporciona una combinación de análisis datos y noticias sobre empresas, industrias y países. En el apartado de noticias se encuentran miles de fuentes locales y mundiales de renombre, donde se destacan las noticias oportunas y de tendencia. Google News es un buscador de noticias automatizado que rastrea de forma constante los principales medios de comunicación online.

Mention es una plataforma que permite el monitoreo de contenido online en 1 billón fuentes, incluyendo redes sociales, foros, blogs y el resto de la web.

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