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Nuestra historia de automatización

Los transportadores por vacío de Piab evolucionan la automatización de la fabricación aditiva

 

Habiendo establecido la base para la manipulación de productos en polvo segura y eficiente ya en 1972, hoy en día Piab sigue apoyando la creciente industria de la fabricación aditiva con su amplia experiencia.

 

Ahora que el sector de la fabricación aditiva (AM, por sus siglas en inglés) está pasando de la creación de prototipos y pequeñas series a la producción en masa, los procesos en torno a la impresión propiamente dicha tienen que seguir el mismo camino. Una parte esencial, especialmente en la fabricación aditiva en metal, es la manipulación segura de los materiales metálicos en polvo. Estos valiosos materiales necesitan procesarse en entornos limpios que garanticen piezas impresas de alta calidad y evitar la exposición humana a materiales peligrosos o a cargas pesadas. Las soluciones de transporte por vacío Piab pueden resolver todos estos retos que presenta la fabricación aditiva.

En Piab celebramos este año nuestro 70.º aniversario y estamos en plena búsqueda no solo del transportador por vacío más antiguo de la marca que aún esté en uso, sino que también estamos estudiando cómo podemos seguir dando soporte a las aplicaciones industriales más innovadoras del futuro.

En 1972 Piab desarrolló una unidad de limpieza industrial que ayudaba a librar de polvo los lugares de trabajo ofreciendo un sistema de vacío cerrado. A principios de la década de los 90, Piab desarrolló aún más sus eyectores y bombas de vacío, momento en el cual unió ambas tecnologías para evolucionar desde la limpieza hasta el transporte y la recuperación de material a granel en las industrias química, farmacéutica y alimentaria.

Y es gracias a esta larga trayectoria experiencia en estos sectores tan exigentes, que la empresa está muy bien posicionada para impulsar la evolución de la automatización, también en la fabricación aditiva. Aunque Piab lleva bastante tiempo suministrando unidades de transporte por vacío a la industria de la fabricación aditiva cerámica, el auténtico factor de crecimiento ha sido la mejora en las operaciones de fabricación aditiva en metal en la producción a escala industrial.

Kajsa Ryttberg Wallgren, presidenta de la División de Transporte por Vacío de Piab, explica: "La manipulación del producto metálico en polvo requiere una atención especial para determinadas aleaciones debido a sus características de peligrosidad para las personas, su sensibilidad al oxígeno que provoca su degradación y su valor como ingrediente de precio elevado. Hoy en día, en la mayoría de los fabricantes, los polvos se manipulan manualmente para transferirlos entre las etapas de almacenamiento y de proceso. Aunque este proceso puede ser aceptable en un entorno de laboratorio, ciertamente no lo es para la producción en masa o la impresión de grandes componentes. Por ello, en Piab vemos una tremenda necesidad de que la industria de la AM automatice los pasos del proceso en torno a la impresión y, al hacerlo, aborde tres necesidades fundamentales: seguridad, calidad y productividad."

Los transportadores por vacío Piab cumplen estos requisitos, además de ofrecer una baja altura de construcción, facilidad de limpieza y bajos niveles de ruido. El sistema contenido y cerrado elimina la propagación del polvo durante el transporte del material, evitando la exposición de los empleados a materiales tóxicos y liberándolos de transportar pesados botes de producto en polvo. Además, evita que el material se contamine con impurezas de otras partículas, lo que significa que la estructura de las unidades de polvo metálico se mantiene, dando lugar a objetos impresos en 3D de alta calidad.

"La fabricación aditiva ya es bastante popular en la tecnología aeroespacial y médica, pero en particular vemos un enorme potencial de crecimiento en la automoción, la turbomaquinaria, las herramientas y las aplicaciones de ingeniería mecánica, todas ellas basadas en el uso de polvo metálico", añade Kajsa Ryttberg Wallgren.

El uso en la fabricación aditiva de materiales metálicos en polvo plantea retos muy específicos, empezando por su elevada densidad aparente. Los polvos metálicos pueden pesar hasta ocho kilogramos por litro (kg/l), mientras que los productos en polvo del sector farmacéutico o alimentario suelen estar entre 0,8 y 1,2 kg/l. Esto requiere sistemas de vacío considerablemente más potentes para mantener el polvo metálico en movimiento. Al mismo tiempo, solo se necesitan cantidades relativamente pequeñas para un proceso de producción, normalmente no más de 100 kilogramos por hora, es decir, 12,5 l de volumen transportado. Debido a la alta densidad aparente y al gran filtro del sistema, así como al filtro de aire de escape requerido adicionalmente, se requiere una bomba de vacío del tamaño apropiado para lograr la potencia de aspiración necesaria. El tiempo de producción en el proceso de impresión 3D es relativamente largo y los tiempos de transporte activos son bajos.

Gracias al apagado automático de la bomba de vacío cuando se está en reposo, la configuración del transportador por vacío piFLOW®p  para la industria AM es muy eficiente desde el punto de vista energético, especialmente en comparación con las bombas mecánicas, que deben seguir funcionando en reposo. De este modo, los costes energéticos de la alimentación y el llenado automatizados siguen siendo bajos.

La protección contra explosiones también debe tenerse en cuenta cuando se fabrican piezas a partir de materiales metálicos en polvo, ya que éstos suelen estar sujetos a la normativa ATEX. Para la configuración de un transportador por vacío adecuado, esto significa que deben utilizarse juntas y filtros específicos, y que deben tenerse en cuenta puntos de conexión a tierra adicionales. Todas las piezas de plástico y caucho de la versión ATEX de los transportadores por vacío piFLOW®p de Piab están fabricadas con caucho de nitrilo butadieno (NBR) antiestático. En principio, todos los polvos y gases relevantes para ATEX pueden ser transportados en los transportadores por vacío Piab siempre que no sufran una carga electrostática bajo una atmósfera de gas y no superen una resistencia de volumen específica.

El transporte por vacío desplaza el polvo con el movimiento del aire. Otra peculiaridad del transporte de materiales metálicos en polvo es que suelen requerir ser transportados bajo una atmósfera de gas inerte, normalmente nitrógeno o argón. Esto significa que estos gases tienen que introducirse en el sistema, lo que requiere un control muy complejo. Piab ofrece las correspondientes soluciones a la industria de la AM de forma personalizada.

Kajsa Ryttberg Wallgren resume: "Con Piab nos aseguramos de que nuestros clientes estén preparados para el futuro ofreciendo nuestra amplia base de conocimientos en tecnología de vacío y manipulación de materiales. Esta es la base de las innovaciones que Piab ha desarrollado en los últimos 70 años y sigue siendo nuestra vía de crecimiento manteniendo nuestro espíritu emprendedor e innovador. Manténgase a la vanguardia con nosotros”.

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