AIMME, Memoria de Actividades 2010

aimme.es

AIMME, Memoria de Actividades 2010

memoria de actividades 2010

Estimados asociados: Según la Real Academia Española,

la innovación significa la creación o modificación

de un producto y su introducción en un mercado.

Carta del

Presidente


Esta definición nos predispone a considerar este término

como sinónimo de cambio y de búsqueda de nuevas

oportunidades para ser más eficaces en cualquier ámbito

de actuación.

Con esta convicción hemos cerrado un ejercicio más, en

el que la finalidad de innovar para hacer las cosas de una

forma nueva, sin necesidad de cambiarlas, ha continuado

siendo nuestra premisa de actuación como Instituto.

Esta actitud innovadora y el firme compromiso de estrechar

el vínculo entre el avance del conocimiento y la

actividad productiva, ha hecho que impulsemos en 2010

varias iniciativas que recoge detalladamente esta Memoria.

Entre ellas, el proyecto ANF-Forming -Fabricación aditiva

de aluminio y aleaciones ligeras-, que nos sitúa como

un referente tecnológico en España al implantar este sistema

pionero que permite fabricar piezas a medida y en

series cortas para diferente sectores como la automoción,

aeronáutico, aeroespacial o biomedicina, entre otros.

Otro de los logros es que nos hemos convertido en el

primer centro de España en fabricar implantes de titanio

personalizados para su aplicación en el campo veterinario.

Nuestra Unidad de Ingeniería de Producto ha conseguido

desarrollar una tecnología única en España y parte de Europa,

conocida como EBM (Electron Beam Melting – fusión

por haz de electrones), capaz de transformar un archivo

digital 3D en una pieza real de titanio en pocas horas.

Nuestra labor se ha visto también recompensada en el

ámbito europeo. En este sentido, hemos recibido el premio

“Best LIFE Projects” por el proyecto de reducción de residuos

industriales Zero Plus. Se trata de un galardón anual

que concede la Comisión Europea para reconocer las mejores

propuestas medioambientales de toda Europa.

La investigación de AIMME en materia de toxicidad de

metales también se ha visto reconocida, ya que los resultados

y conclusiones del proyecto sobre la presencia y

concentración de metales tóxicos, sobre todo de cadmio,

en piezas de joyería han tenido una gran incidencia a la

hora de modificar el REACH, el Reglamento europeo sobre

las restricciones al uso de sustancias químicas.

Por su lado, y a pesar de la difícil coyuntura económica,

hemos realizado un esfuerzo significativo para ofertar

nuestros servicios y productos tecnológicos avanzados y

ensayos de laboratorios a más de un millar de empresas.

Todo ello con el mismo objetivo: permitir el desarrollo e

integración de elementos innovadores en sus estructuras

productivas. Esto nos ha facilitado el cumplimiento

Un afectuoso saludo,

Juan Carlos Mena, Presidente de AIMME

de nuestras previsiones de crecimiento al cerrar el año

con un incremento de más del 10% de nuestra actividad.

El feedback también ha sido positivo ya que son, cada vez

más, las empresas que acuden a AIMME para conseguir imprimir

un mayor valor añadido en sus procesos productivos.

Al respecto, hemos aumentado en un 70% los ingresos por

servicios prestados en materia de desarrollo de producto y

procesos y de fabricación rápida. Asimismo, nuestros laboratorios

han aumentado su actividad durante este periodo.

Por su parte, hemos redoblado nuestra labor en materia

de formación, lo que ha dado como resultado un

incremento de las acciones formativas. El total de horas

impartidas entre cursos de formación continua, jornadas

técnicas y formación reglada ha sido de 7.977, lo que supone

un incremento del 19% respecto al año anterior.

En 2010, además, hemos finalizado las obras de ampliación

de las instalaciones de AIMME iniciadas en 2008.

Esto nos permite disponer de un nuevo espacio de 2.800

metros cuadrados adicionales a la superficie inicialmente

existente en el que contaremos con la unidad centrada

en el paradigma de la fabricación rápida y flexible más

completa de la Comunidad Valenciana.

Éstas son, a grandes rasgos, las actuaciones que han

centrado nuestro día a día, y que ampliamos en las siguientes

páginas. Pero me gustaría también aprovechar

esta presentación para destacar que la actividad diaria

de AIMME tiene nombre propio. El nombre de todas

y cada una de las personas que integran la plantilla de

nuestro Instituto. Gracias a ellas, a su alta cualificación,

exigencia e implicación hemos conseguido, un año más,

atender las necesidades de las empresas del sector metalmecánico.

Os felicito por el esfuerzo y por todos los

proyectos materializados a lo largo de este periodo.

Quisiera agradecer, asimismo, la labor de nuestro Consejo

Rector y de las numerosas entidades colaboradoras,

ya que sin su confianza sería muy difícil seguir manteniendo

el nivel de crecimiento cualitativo y cuantitativo

de nuestra Instituto.

Para finalizar, y próximos a celebrar nuestro XXV aniversario,

afrontamos un nuevo ejercicio en el que debemos

desarrollar aún más nuestra capacidad de innovación,

para ayudar a las empresas a reaccionar con la

máxima agilidad y eficiencia ante los retos que depara el

futuro. Ésta es nuestra misión como Instituto Tecnológico

y nuestra meta para contribuir al fortalecimiento y liderazgo

del sector de transformados metálicos.

página

3


El Instituto Tecnológico

Metalmecánico, AIMME, situado en el

Parque Tecnológico de Paterna, es una

asociación privada sin ánimo de lucro

de ámbito nacional, integrada por

empresas, en su mayoría del sector de

transformados del metal.

Se constituyó en 1.987, como

Asociación de Investigación de la

Industria Metalmecánica, Afines y

Conexas, por acuerdo del Instituto

de la Mediana y Pequeña Industria

Valenciana, IMPIVA, la Federación

Empresarial Metalúrgica Valenciana,

FEMEVAL y la Federación de

Empresarios del Metal de la Provincia

de Alicante, FEMPA.

AIMME está integrada en la

Federación Española de Institutos

Tecnológicos (FEDIT) y es miembro

de diferentes redes con otros centros

tecnológicos similares, entre las

que destaca la red REDAUTO (Red

de apoyo al sector de automoción

nacional), el Instituto Europeo de la

Joyería EUJI (Red de centros europeos

para el soporte tecnológico del

sector de la joyería) y REDIT (Red

de institutos tecnológicos de la

Comunidad Valenciana).

memoria de actividades 2010


información genérica de AIMME

Consejo Rector

Presidente D. Juan Carlos Mena Ivars Kamax , S.A.U.

Vicepresidente 1º Ilmo. Sr. D. Rafael Miró Pascual Conselleria de Economía, Industria y Comercio

Vicepresidente 2º D. Eugenio Ruiz Maldonado Trefilerías Ruiz, S.A.

Vocales Ilmo. Sr. D. Rafael Miró Pascual IMPIVA

D. Juan Manuel San Martín Blázquez IMPIVA

D. Alejandro Soliveres Montañes Federación Empresarial Metalúrgica Valenciana

D. Luis Rodríguez González FEMPA

D. Mariano J. Hervás Barrio Galvanizadora Valenciana, S.A.

D. Juan Enrique Blasco Sanchiz Union de Mutuas

D. Antonio Bolaños Vossloh España, S.A.

D. Jose Calabuig Ferrero TAM, S.L.

D. Vicente Candel Candel Hijos, S.L.

D. Santiago Chorro Mira Chorro y Verdú, S.L.

D. José Gastaldo Lázaro Factor Fabricantes Tornillería, S.L.

D. Juan Manuel Gil Chornet Gilma Technology, S.A.

D. José Vicente González Pérez GH Electrotermia, S.A.

Dña. Elena Lafuente Martínez Cromados Lafuente, S.L.

D. Vicente Mompó Albiñana Galol, S.A.

D. José Luis Moreno Fabricaciones Eléctricas y Mecánicas, S.L.

D. Cayetano Orozco Jiménez Perfilex España, S.L.

D. Juan Orts Herranz Martínez y Orts, S.A.

D. Ángel Pérez Loras Válvulas Arco, S.L.

D. Emilio Tortajada Emilio Tortajada, S.L.

D. Indalecio Verdú Royo Thyssenkrupp Elevadores, S.A.

Secretario D. Manuel Borja Senent Bombas Borja, S.A.

Director D. Salvador Breso Bolinches AIMME

página

5


Unidad de

Formación,

Información y

Documentación

Secretaría

General

Técnica

Lab.

Corrosión y

Recubrimientos

Lab. E.

Mecánicos,

Taller Lab.

Metalografía

y End.

Lab.

Metrología

y calibración

Lab.

Análisis

Químicos,

Lab. Microscopia

E.

memoria de actividades 2010

Responsable

Infraestructuras

y Mantenimiento

Unidad

de Calidad

Unidades

de apoyo

Administración

Laboratorios

Coordinador

Gestión

Interna

Director

adjunto

Lab.

Prototipos y

Productos

Lab.

Ensayo y

Contraste

Metales

Preciosos

Lab.

Luminarias

Unidades

tecnológicas

Director

Subdirector

planificación

Unidades

estratégicas

de negocio

U. En. Ing.

Medioambiental

U. En.

Ing. T.I.C.

Responsable

I+D+I

U. En.

Ing.

Producto

U. En.

Materiales y

Tratamiento de

Superficies

ResponsableComercial

Organigrama


Auxiliares

técnicos

Administrativos

26

14

13

6

Titulados medios

Doctores

41

207

67 75

127

104

Titulados

superiores

384

335

316

295

Distribución por titulaciones Distribución por unidades

529

469

410

399

Formación, Información

y Documentación

Administración

Laboratorios

618

637659

613

589

TIC

10

4

674

22

información genérica de AIMME

675

Evolución de las Empresas

Asociadas a AIMME

Materiales y tratamiento

de superficies

5 3

4

Comercial

644

554

8

628

497

1987-2010

21

7

13

3

OTRI

Ingeniería

de Producto

Dirección

Gestión Interna y Calidad

Distribución de la Plantilla

Ingeniería

Medioambiental

2010


WORT EUROP, S.L. XINGYAO LUZ, S.L. ZACARES NUMERADORES, S.A.

ZUMMO-INNOVACIONES

MECANICAS, S.A.

Organismos e Instituciones

CONSELLERIA D’INDÚSTRIA, COMERÇ I INNOVACIÓ

FEDERACIÓN EMPRESARIAL METALÚRGICA VALENCIANA

FEDERACIÓN DE EMPRESARIOS DE LA PROVINCIA DE ALICANTE

IMPIVA

Honorarios

D. CARLOS FERRER

D. RAMÓN CATALÁ MORAGRERA


memoria de actividades 2010


página

19


20

Proyectos de

I+D

Modificación de las propiedades mecánicas

mediante tratamientos térmicos en aleaciones

ligeras (Al y Mg)

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: I+D

de Expedientes: IMIDIC/2009/221 · IMIDIC/2010/42

Inicio: Enero 2009 · Fin: Diciembre 2010

Presupuesto total del proyecto: 221.875 €

MARCO DEL PROYECTO

Probablemente una de las características más notables

de nuestra generación ha sido la capacidad

para producir aleaciones que satisfacen las necesidades

actuales de la industria proporcionando

las características mecánicas necesarias (resistencia

a la erosión, corrosión, desgaste, impacto y

fatiga). Esta adaptabilidad está mejor ejemplificada

en el caso de las aleaciones ligeras, donde bases

de aluminio, titanio o magnesio se combinan

con otros elementos, dando lugar a mayor resistencia

mecánica, durabilidad y buena resistencia

a la corrosión, en un amplio rango de aleaciones

sin ningún sacrificio apreciable con respecto a su

ligereza.

memoria de actividades 2010

Las características mecánicas de las aleaciones ligeras

se están investigando ampliamente. Una de

las formas de mejorar sus propiedades es a través

de tratamientos térmicos. La presente actuación

está encaminada a establecer la influencia de tratamientos

térmicos convencionales (a temperaturas

por encima de la ambiente) y de tratamientos

criogénicos (-196 °C) en la mejora de las propiedades

mecánicas y en el desgaste de las aleaciones

de Al y Mg obtenidas.

Este proyecto ha sido realizado durante los años

2009 y 2010. Los objetivos planteados en la presente

actuación para 2010 han sido:


• Conocimiento de los fundamentos de los tratamientos

térmicos convencionales en aleaciones

ligeras (aluminio y magnesio).

• Definición de las variables claves del proceso de

tratamientos térmicos para aleaciones ligeras y

obtención de la mejora en las propiedades mecánicas

óptimas.

• Optimización de tratamientos térmicos convencionales

a través de sus variables críticas.

ACTIVIDADES DEL PROYECTO

Para el desarrollo del proyecto y el cumplimiento

de los objetivos que se plantearon, se realizaron

diversas actividades que se explican a continuación.

En una primera fase se procedió a la recopilación

de información sobre la experiencia existente en

la actualidad sobre la aplicación de los diferentes

tratamientos térmicos en las aleaciones ligeras

(aluminio y magnesio).

El siguiente paso fue determinar en qué tipo de

aleaciones ligeras (aluminio y magnesio) con aplicaciones

estructurales se centrarían las pruebas a

realizar en el presente proyecto. El conocimiento

sobre las variables del proceso y la influencia que

sobre la calidad de las aleaciones y sobre las propiedades

nos sirvió para acotar las aleaciones sobre

las que se realizarán las experiencias de mejora

de las propiedades mecánicas.

Posteriormente, se determinaron

las variables a tener en cuenta

para la optimización de las propiedades

mecánicas y microestructurales

de las aleaciones ligeras

definidas en la actividad anterior.

Tras el análisis de los resultados

fue posible el reajuste de las variables

para optimizar los resultados.

Aleación

Propiedades

Denominación

química

Resistencia

A continuación, se analizaron los resultados de la

actividad anterior, en base a la determinación de

diversas propiedades mecánicas claves para garantizar

el adecuado comportamiento en servicio

de las aleaciones ligeras. Las técnicas de caracterización

utilizadas fueron:

• Ensayos de comportamiento mecánico estático

de los materiales: dureza

• Análisis de las microestructuras y transformaciones

metalúrgicas: Estudio mediante microscopía

óptica y SEM.

• Ensayos de comportamiento a desgaste: ensayo

de desgaste lineal pin-on-disc

Finalmente, el análisis de los resultados obtenidos

en las diferentes experiencias realizadas, permitió

acumular un importante conocimiento sobre la

viabilidad y métodos de aplicación de los tratamientos

térmicos para la fabricación de elementos

estructurales de aleaciones ligeras (aluminio y

magnesio).

RESULTADOS

proyectos de I+D

Dentro del estudio y búsqueda bibliográfica de

las aleaciones ligeras (aluminio y magnesio) se

definieron las aleaciones de aluminio de la seria

6XXX, específicamente AW6060 y AW6082, debido

a que ofrecen la mejor relación resistencia/

ductilidad (figura 1) y además tiene un margen de

mejora u optimización con la aplicación de un tratamiento

térmico.

1XXX

AL

Muy baja

3XXX

Ductilidad (elongación)

Resistencia

Al Mn

Baja

5XXX

Al Mg

6XXX

Al Mg

Si

Media

7XXX

Al Zn

Mg

2XXX

Media-Alta

Al Cu

Mg Si

7XXX

Al Zn

Mg Cu

Alta

Fig. 1. Características de las aleaciones de aluminio comerciales

21


Del abanico de posibilidades en tratamientos térmicos

convencionales se optó por el tratamiento

T6, con el cual, según bibliografía, se obtienen la

mejor relación de propiedades mecánicas y tribológicas.

En la primera anualidad del proyecto se utilizó la

aleación de magnesio ZK30 y se realizaron varios

tratamientos térmicos teniendo en cuenta parámetros

óptimos de las referencias bibliográficas

consultadas:

• T1: Forja + temple en agua

• T4: Forja + solubilización (550 °C/2h) + temple

en agua

• T6: Forja + solubilización (550 °C/2h) + temple

en agua + maduración (175 °C/8h)

• También se utilizó la aleación de aluminio

AW6082 y se le realizó el tratamiento T6, según

bibliografía consultada, de la siguiente manera:

• T6: Forja + solubilización (540 °C/3h) + temple

en agua + maduración (170 °C/3h)

Posteriormente, y para realizar un estudio más

completo, en la segunda anualidad del proyecto

se le aplicó el tratamiento térmico T6 a la aleación

de aluminio AW6060 con diferentes condiciones

de proceso (temperaturas y tiempos) con el fin de

encontrar los parámetros óptimos y no depender

de bibliografía.

Las micrografías de la figura 2 corresponden a la

optimización de los parámetros del tratamiento

térmico T6 para la aleación de aluminio AW6060.

Se analizaron las muestras que obtuvieron los valores

máximos y mínimos de dureza para cada

condición de tratamiento térmico.

En dicha figura se observa los precipitados finos

(Mg Si y Si) con una distribución homogénea, pro-

2

bablemente debido a que a temperaturas de envejecimiento

bajas, la velocidad de nucleación de

los precipitados es alta y la tasa de crecimiento de

precipitados es menor. Por lo tanto, se obtiene una

distribución muy densa y fina de los precipitados.

Esto da lugar a picos de dureza más altos debido

al impedimento del movimiento de las dislocaciones

por los precipitados. En la microestructura de

la aleación ternaria AlMgSi se observa, en general,

granos equiaxiales ricos en aluminio de diferentes

tamaños rodeados por una capa de Mg Si a lo

2

largo del borde de grano con precipitados redondos

intergranulares. El grado de endurecimiento

obtenido vendrá marcado por la temperatura de

envejecimiento y la temperatura óptima del tratamiento

corresponderá a una combinación ideal

de nucleación de partículas y velocidades de crecimiento

de éstas.

Se generaron tablas de dureza con respecto al

tiempo de envejecimiento o maduración para

obtener los tiempos y temperaturas óptimos de

tratamiento. La tabla 1 es una muestra ya que se

crearon muchas.

Tiempo de maduración [h] 0 2 4 6

Dureza HBW 35 42 54 73

Tabla 1. T6: puesta en solución a 550 °C durante 2h/temple

en agua/maduración a 180 °C

Para determinar la condición óptima de tiempos

y temperaturas del tratamiento térmico T6 en

la aleación AW6060, se buscó para cada condi-

a b c d

22

Fig. 2. Puesta en solución a 570 °C/2h/agua y envejecimiento a: a) 160 °C/4h/aire 50X (LP), b) 160 °C/4h/aire 500X (LP),

c) 180 °C/6h/aire 100X (LP), d) 180 °C/6h/aire 1000X (LP) (todas las micrografías atacadas)

memoria de actividades 2010


ción los valores de dureza máximos. El grado de

endurecimiento obtenido vendrá marcado por la

temperatura de envejecimiento y la temperatura

óptima del tratamiento corresponderá a una combinación

ideal de nucleación de partículas y velocidades

de crecimiento de éstas. A la temperatura

de maduración de 160 °C la mayor dureza es de 70

HBW que se obtiene a las 4 horas en la condición

de puesta en solución: 570 °C durante 2h/temple

en agua. A una temperatura de maduración de 180

°C el valor máximo de 73 HBW lo obtenemos a las

6 horas en la condición de puesta en solución: 550

°C durante 2h/temple en agua.

Si miramos los tiempos y temperaturas mínimas

de tratamiento se ve claramente que las condiciones

óptimas del tratamiento térmico T6 son: una

puesta en solución a 550 °C durante 2 horas, un

temple en agua y un envejecimiento de 6 horas

a 180 °C. Lo que nos indica que para obtener una

mayor dureza podemos utilizar una temperatura

de solución más baja pero alargando el tiempo de

envejecimiento y por ende el coste económico en

consumo eléctrico sería menor ya que se utiliza

un mayor tiempo a una menor temperatura (temperatura

de maduración). Además se destaca que

con una puesta en solución de 2 h, independiente

de la temperatura, es suficiente para conseguir

una concentración máxima de Mg Si en la red del

2

aluminio. Observando los resultados obtenidos

podemos decir que el tiempo óptimo de envejecimiento

se encuentra entre la 4 y las 6 horas.

En la tabla 2 aparecen los valores de los parámetros

obtenidos en los ensayos de tracción para las

probetas seleccionadas en el estudio de optimización

realizado con las gráficas dureza-tiempo,

donde se seleccionó el mayor y menor valor de dureza

para cada condición de tratamiento térmico.

Los resultados obtenidos en los ensayos de tracción

nos muestran que las piezas que son sometidas

a tratamientos térmicos T6 aumentan sus

valores de límite elástico, resistencia a tracción y

disminuye su alargamiento respecto al estado inicial.

El valor de resistencia a tracción y límite elástico

máximos es de 241 MPa y 209 MPa, respectivamente,

y se obtuvieron para la condición de puesta

Nº Muestra

Resistencia a

tracción [MPa]

proyectos de I+D

Límite elástico

0.2% [MPa]

en solución a 570 °C durante 2 h con temple en

agua y un envejecimiento a 180 °C durante 6 horas

que corresponde a un valor de dureza de 70 HBW.

El valor de alargamiento máximo fue de 24% y se

obtuvo en la condición de puesta en solución a 550

°C durante 2h con temple en aire y un envejecimiento

a 180 °C durante 6 h, correspondiendo con

una dureza de 44 HBW. Las propiedades mecánicas

de las aleaciones de aluminio del tipo AlSiMg

dependen significativamente del tamaño y forma

de las partículas de Si, de la cantidad de Mg presente

y del tratamiento térmico de envejecimiento.

El Mg en particular, hace que este tipo de aleaciones

sean térmicamente tratables y un incremento

en su concentración dará como resultado un

aumento de resistencia mecánica, una reducción

de la ductilidad y la tenacidad a la fractura y esto

se debe a que su presencia está relacionada a la

formación de precipitados de endurecimiento del

tipo β’-Mg Si. Adicionalmente, el contenido de Mg

2

afecta los tipos y fracción de volumen total de las

fases que presentan Fe, lo cual se sabe tiene un

efecto negativo sobre las propiedades tensiles.

Alargamiento

[%]

2 179 105 19.0

6 232 200 13.5

7 171 82 24.0

12 224 182 14.5

15 202 136 17.5

17 227 189 16.0

21 193 126 20.0

24 230 192 15.0

26 221 178 16.5

30 241 209 15.0

32 190 107 21.0

35 225 176 14.5

39 208 142 16.0

41 230 188 13.0

45 195 130 17.5

47 216 165 16.0

Tabla 2. Resultados de los ensayos de tracción a las diferentes muestras

23


24

Se realizaron ensayos de desgaste de las muestras

escogidas en el estudio de optimización (realizado

con las gráficas dureza-tiempo). Los resultados

de coeficiente de fricción y tasa de desgaste se

resumen en la tabla 3.

Nº Muestra

Coeficiente de

fricción, µ

Tasa de desgaste,

W [g/N×ciclo]

2 0.45 4.66×10 -7

6 0.45 3.30×10 -7

7 0.46 4.25×10 -7

12 0.44 3.88×10 -7

15 0.47 4.52×10 -7

17 0.43 3.60×10 -7

21 0.46 4.02×10 -7

24 0.43 3.83×10 -7

26 0.46 3.40×10 -7

30 0.57 3.84×10 -7

32 0.45 3.60×10 -7

35 0.46 3.80×10 -7

39 0.47 4.04×10 -7

41 0.43 5.32×10 -7

45 0.43 4.45×10 -7

47 0.53 3.53×10 -7

Tabla 3. Coeficiente de fricción y tasa de desgaste de las

muestras tratadas térmicamente

En lo que respecta al efecto del tratamiento térmico,

la tasa de desgaste se mantiene dentro de un

rango de valores muy estable. El valor de máxima

resistencia al desgaste (3.30×10-7 g/N×ciclo) concuerda

con el máximo valor de dureza (73 HBW).

El coeficiente de fricción para todos los casos

es muy similar, no hay diferencias significativas

entre ellos. El polvo proveniente del desgaste del

tribosistema que no sufrió transición alguna está

exclusivamente compuesto por partículas de pequeño

tamaño (


APLICACIONES

La lista de materiales a los que se pueden aplicar

los tratamientos térmicos (convencionales y criogénicos)

es muy extensa y sigue ampliándose a

medida que se ensayan nuevas aplicaciones. Entre

los que responden positivamente al tratamiento

se encuentran: aceros (de cementación, microaleados,

de trabajo en frío y en caliente, rápidos,

inoxidables, etc.), fundición, aleaciones de cobre,

aleaciones ligeras (aluminio, magnesio y titanio),

metal duro, materiales cerámicos, ciertos polímeros

(nylon, teflón, etc.).

Con respecto a los tratamientos criogénicos, éstos

pueden tener efectos diversos en los materiales y

entre los más habituales están los siguientes: mejora

de la resistencia al desgaste, aumento de la

vida a fatiga, eliminación de tensiones, estabilidad

dimensional, mejora de la conductividad, mayor

resistencia a la corrosión. La respuesta al proceso

dependedel material y, lógicamente, en función

de la aplicación considerada tendrán más o menos

importancia unos u otros de los efectos arriba

mencionados. Sus aplicaciones son innumerables

y que están en continuo desarrollo. Las hay en

prácticamente todos los sectores: metalmecánico,

estampación, fundición e inyección, siderurgia,

automoción, aeronáutico y aeroespacial, obras

públicas, minería, forestal, agricultura, industria

química, papelero, eléctrico, material quirúrgico

y ortopédico, material deportivo, competición

de motor, etc. Entre los materiales que se pueden

tratar criogénicamente se pueden encontrar herramientas

y componentes de todo tipo: cuchillas,

brocas, fresas, cortadores, brochas, sierras, insertos,

punzones, matrices, electrodos, moldes, rodetes,

muelles, engranajes, rodamientos, motores,

transmisiones, cables, conectores, etc. Obviamente

en cada caso el efecto buscado es distinto (resistencia

al desgaste en las cuchillas, vida a fatiga

en las transmisiones, conductividad en los cables,

etc.).

proyectos de I+D

SEVERALIA: Obtención

de materiales nanoestructurados

por SPD

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: I+D

de Expediente: IMIDIC/2010/11

Inicio: Enero 2010 · Fin: Diciembre 2011

Presupuesto total del proyecto: 283.200 €

El proyecto se define dentro del marco del desarrollo

de nuevas aleaciones ligeras con un alto nivel

de resistencia mecánica y bajo peso neto, que

pudiera beneficiar el uso de aleaciones ligeras

para uso estructural. Es por ello que este proyecto

se define como el procesado de materiales que

pudiera aumentar esas propiedades mecánicas

mediante un conformado, llamado severo, debido

a las tensiones que se producen en el seno de la

estructura cristalina.

Métodos convencionales con gran aplicabilidad

industrial se pueden utilizar para la obtención de

estructuras de granos submicrométricos, en ocasiones

por diversas vías o procesos de conformado,

como la laminación o la extrusión. Un método

alternativo más efectivo y simple es el conocido

como extrusión en canal angular de sección constante

(ECAP). En este caso, la deformación no es

aplicada de manera continua, y para alcanzar una

tasa de deformación elevada hace falta realizar

varias extrusiones. Este aspecto añade un punto

importante a favor de esta técnica y es que se pueden

controlar las propiedades y aplicar variaciones

en las trayectorias de deformación. El método

ECAP es un método ingenioso para la deformación

plástica muy intensa, que tiene aplicabilidad a una

gran variedad de materiales con grandes ventajas

sobre otros métodos de deformación.

25


26

La incorporación del ECAP en técnicas de producción

continua favorece la producción de materiales

nanoestructurados con un bajo coste

competitivo. El enfoque es encontrar y desarrollar

condiciones de viabilidad industrial.

Dentro de las actividades realizadas durante

2010, en una primera fase, se efectuó una amplia

recopilación sobre la información más relevante

en cuanto a los procesos de conformado por deformación

plástica severa. Desde la recopilación

de artículos científicos hasta búsquedas de tesis

en red para comprender mejor las desventajas

e inconvenientes del diseño. Dicha información

engloba tanto la búsqueda más concreta de los

resultados esperados, como la búsqueda de información

relacionada con la puesta en marcha de

este tipo de conformado, teniendo en cuenta los

equipos que posee AIMME en la actualidad.

memoria de actividades 2010

Posteriormente se inició el diseño de la matriz. La

fabricación de ésta se llevo a cabo en AIMME con

un tratamiento térmico posterior para conseguir

la resistencia mecánica propia de una matriz de

conformado metálico. Dentro de esta actividad,

supuso un gran esfuerzo el hecho de querer acoplar

una matriz de tales dimensiones en la prensas

de AIMME.

La selección y caracterización de las aleaciones a

emplear son la base de este proyecto, por lo que

después de sondear el mercado se determinó la

posibilidad de trabajar con aleaciones ligeras de

bajo coste, como puede ser el aluminio, pero no

dejar de lado otras que empiezan a tomar forma

dentro de la investigación de deformaciones severas,

como los titanios.

Las posteriores actividades se centraron en la

determinación de las capacidades obtenidas mediante

la aplicación de la técnica y de comprobar

la idoneidad del diseño realizado en AIMME, con

vistas a determinar diferentes puntos fuertes de

la aplicación para posibles tareas futuras tanto

desde un punto de vista comercial como técnico.

Durante 2011 las actividades a realizar estarán

encaminadas a terminar la caracterización de las

propiedades iníciales de las aleaciones de aluminio

a procesar, para posteriormente realizar el

procesado de materiales y controlar los parámetros,

analizar las propiedades obtenidas, realizar

la posterior validación y por último la optimización

del proceso.


POLIMAT 3D: Desarrollo de un sistema de

impresión 3d de polimateriales

El objetivo principal de este proyecto es el desarrollo de

una nueva tecnología de fabricación aditiva que permita

conseguir dos resultados innovadores: por un lado la

capacidad de procesar de forma simultánea (en la misma

fabricación) tres materiales de diferente naturaleza

(por ejemplo combinar polímeros y metales de bajo

punto de fusión); por otro lado que tenga la capacidad

de fabricar estructuras espaciales con dichos materiales

mediante el control de la propia tecnología sin tener

dependencias de software externo adicional. La nueva

tecnología de fabricación aditiva consistirá en una impresora

con un sistema basado en cabezal de impresión

con varios inyectores, de manera que cada uno de ellos

procese el material en formato hilo. Este principio se conoce

como “Fused Deposition Modelling” (FDM).

Para la ejecución del presente proyecto, se han planteado

dos grandes etapas. Por un lado y como fase

previa, se ha llevado a cabo un estudio del Estado del

Arte de las tecnologías actualmente disponibles en el

mercado tanto aditivas como todas aquellas que por su

concepto aporten algún conocimiento interesante para

su implementación en la etapa de desarrollo de la tecnología.

De forma mucho más intensa se ha sometido a

estudio la tecnología Fused Deposition Modeled (FDM),

disponible actualmente en AIMME, cuyo concepto de fabricación

la hace muy susceptible de ser extrapolada

a la nueva tecnología e incluso de ser modificada para

obtener la nueva tecnología de impresión 3D.

Como segunda gran etapa del presente proyecto y

crucial para la consecución del objetivo, se acometerá

el desarrollo de la nueva tecnología partiendo del conocimiento

adquirido en la etapa anterior junto con la

experiencia aportada por los técnicos del departamento

de Ingeniería de Producto de AIMME tanto a nivel de

desarrollo de producto como en tecnologías aditivas.

Los dos resultados obtenidos con el desarrollo de la

nueva tecnología, tanto el hecho de poder fabricar piezas

con materiales de diferente naturaleza y que a su

vez tenga la capacidad de fabricar estructuras espaciales

con dichos materiales mediante el control de la propia

tecnología sin depender de software externo adi-

proyectos de I+D

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: I+D

de Expediente: IMIDIE/2009/34

IMIDIC/2010/46

Inicio: Enero 2009 · Fin: Diciembre 2011

Presupuesto total del proyecto: 725.965 €

cional, son resultados innovadores y patentables, tanto

para su aplicación independiente o combinada. Es decir,

podríamos obtener piezas/componentes fabricados en

polímeros de manera que en su interior tengan embebida

una geometría fabricada con material metálico. Con

la aplicación de esta posibilidad combinada se podrían

obtener piezas de plástico con la posibilidad de conducir

la electricidad o transmitir información al ser ensambladas

entre sí. Por otro lado, el poder obtener estructuras

espaciales, permitiría abrir el campo de aplicación

a sectores donde interese aligerar el peso de la pieza

(aeronáutica, automoción, bienes de equipo), favorecer

el crecimiento de otro material orgánico (biomedicina)

o diseñar las piezas para que cumplan las solicitaciones

a las que están sometidas minimizando la cantidad de

materia prima a utilizar para su fabricación. El concepto

multimaterial no solo implica la posibilidad de procesar

tres materiales diferentes sino la posibilidad de introducir

de forma simultánea tanto metal y polímero en una

misma pieza, idea innovadora en el panorama actual de

la fabricación de productos en general y por supuesto

de las impresoras 3D en particular.

Se espera que esta nueva tecnología desarrollada,

amplíe el rango de aplicación que actualmente disponen

las impresoras 3D el cual se reduce casi exclusivamente

a la fabricación de prototipos, permitiendo fabricar piezas

como aplicaciones de producto final. Ejemplos son

el sector de la biomedicina, electrónica, etc.

Cabe pensar que el resultado del proyecto sea patentable

y por tanto, dicha patente permita que empresas

de la Comunidad Valenciana puedan llevar a cabo

una explotación de los resultados, por lo que se podría

pensar en una diversificación de aquellas empresas que

actualmente tienen en la Comunidad la capacidad de

fabricar y comercializar maquinaria.

27


28

ECOFA: Ecoeficiencia y ecodiseño mediante

el uso de fabricación aditiva

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: I+D

de Expediente: IMIDIC/2010/47

Inicio: Enero 2010 · Fin: Diciembre 2011

Presupuesto total del proyecto: 149.000 €

El objetivo de este proyecto es explorar las capacidades

de la Fabricación Aditiva frente a las tecnologías

de fabricación convencionales en cuanto

a la eficiencia energética y su impacto al medio

ambiente, haciendo uso de las ventajas que aportan

estas tecnologías de Fabricación Aditiva.

Se entiende por Fabricación Aditiva el uso de tecnologías

de construcción directamente de piezas

metálicas o poliméricas por adición de material

a partir de información electrónica (CAD 3D). La

libertad geométrica que proporciona esta nueva

forma de fabricación permite plantearse nuevos

límites en el diseño y fabricación de los productos

obteniendo piezas imposibles de fabricar mediante

otros procesos de fabricación.

Ventajas que aporta la Fabricación Aditiva:

• Reducción de material y por tanto del peso de

los productos. Permiten aligerar entre un 30% y

un 70% las piezas respecto a otros procesos de

fabricación, ya que las piezas se fabrican añadiendo

material sólo donde el material trabaja

eliminándose todo el material innecesario.

• Mínimos residuos de producción: Procesos de

fabricación “sin residuos”, no generan virutas

ni desperdicios.

• Diseños más concienciados con el medio ambiente

al reducir el material utilizado en la fabricación

obtenemos un menor gasto energético

sin comprometer la calidad y seguridad de

los productos.

• Nuevas posibilidades de diseño.

memoria de actividades 2010

A continuación se detallan las actividades llevadas

a cabo durante 2010.

Se ha realizado un análisis de los sectores de la

industria valenciana en los que el uso de las tecnologías

de Fabricación Aditiva pueda ofrecer

mejora en distintos aspectos. El uso de estas tecnologías

se justifica en piezas o productos singulares

o de serie corta e incluso en productos que

deben ofrecer una mejora con respecto a lo convencional.

Se han seleccionado dos sectores, en concreto dos

empresas y dos productos concretos sobre los que

se realizará el estudio. Se ha seleccionado un producto

sanitario y un molde de inyección de zamak.

En la actualidad se está evaluando el impacto ambiental

que supone la fabricación actual y convencional

de estos productos. Para ello se está

realizando un análisis del inventario, que es la

identificación, definición y cuantificación de las

entradas y salidas de los sistemas seleccionados.

Durante 2011 los esfuerzos se centraran en el rediseño

de los productos seleccionados, aplicando

las ventajas de la Fabricación Aditiva así como

reglas de Ecodiseño. Se fabricarán con la tecnología

aditiva más adecuada para cada caso. Se

analizará el impacto ambiental que supone el rediseño

realizado y se realizara una comparativa

entre los productos convencionales y el producto

rediseñado.


proyectos de I+D

METAL 2.0 CROWDSOURCING: Web 2.0, redes

sociales y crowdsourcing aplicados al sector

del metal

El objetivo del Proyecto METAL 2.0 CROWDSOUR-

CING (http://www.metal20.org) fue analizar, difundir

y experimentar nuevas formas de relación de

la empresa con el entorno mediante la aplicación

de nuevas tecnologías web 2.0 de colaboración

masiva o crowdsourcing con el fin de aumentar la

competitividad de las empresas.

Este proyecto ha representado la evolución natural

del llevado a cabo en años anteriores, METAL

2.0 - Viabilidad de las herramientas Web 2.0 en el

sector del metal, centrado en esta nueva fase, en

la experimentación sobre la aplicación de la colaboración

masiva en las empresas.

Durante el proyecto se analizó el estado del arte

de la aplicación del crowdsourcing a los negocios,

tanto desde el punto de vista científico como

empresarial. Los resultados de dicho análisis se

presentaron en una jornada dirigida a un grupo

de empresas innovadoras, en especial del sector

metalmecánico al que AIMME da servicio, aunque

estuvo abierto a la participación de empresas y

organismos de otros sectores que desearan experimentar

conjuntamente en un proyecto de innovación

abierta de aprendizaje colectivo mutuo.

Al final de la jornada se llevó a cabo un taller donde

se pusieron en práctica los conocimientos y las

habilidades adquiridas. Tras la misma se llevó a

cabo una encuesta dirigida a todas las empresas

interesadas en colaborar aportando su visión, y

diversas experiencias piloto con las empresas interesadas

en participar, con el fin de resolver problemas

como la resistencia al cambio a la hora

de usar estas tecnologías, obtener una visibilidad

mínima para llegar a movilizar a una masa social

considerable, automatizar la gestión de las respuestas,

activar y dinamizar la participación individual

y grupal, etc. dado que la clave es la participación.

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: I+D

de Expediente: IMIDIC/2010/50

Inicio: Enero 2010 · Fin: Diciembre 2010

Presupuesto total del proyecto: 60.720 €

Los resultados de dicho proyecto han sido publicados

en el libro “EL ARTE DEL CROWDSOURCING.

Es fácil obtener ayuda a través de Internet si sabes

cómo”

Para la realización de este proyecto se ha contado

con la colaboración de la empresa GMV y del Departamento

de Organización de Empresas (DOE)

de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV).

29


30

Metales Tóxicos en joyería. Protocolos de evaluación

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: I+D

de Expediente: IMIDIC/2010/48

Inicio: Enero 2010 · Fin: Diciembre 2011

Presupuesto total del proyecto: 287.604 €

El proyecto de Metales Tóxicos en joyería forma

parte de una acción global destinada a evaluar la

presencia de metales tóxicos en joyería y establecer

los criterios de clasificación de los productos

que los contienen. El proyecto da continuidad a

una serie de acciones iniciadas en el año 2008,

todas ellas financiadas por el IMPIVA y FEDER, que

han ido cubriendo las siguientes etapas:

• Año 2008: Evaluación de la joyería procedente

de Asia

• Año 2009: Evaluación de la joyería procedente

de Asia + Europa (salvo España)

• Año 2010: Evaluación de la joyería procedente

de Asia + Europa + España

Estas acciones están teniendo importantes repercusiones

en diferentes entornos de la sociedad:

económico, empresarial, profesional, tecnológico,

parte decorativa

recubrimiento

memoria de actividades 2010

institucional, socio-político, y ciudadano. Sirvan

de ejemplo las múltiples referencias contenidas en

el informe de RPA Ltd.para la Comisión Europea

(D.G. Enterprise and Industry) o la presentación

de los resultados del proyecto en el 5th Meeting

of the International Association of Assay Offices

(IAAO, Zurich, 2010 Abril).

El objetivo final es que el sector joyero disponga

de un conjunto de metodologías fiables para demostrar

la conformidad de sus productos con la

legislación vigente (Reglamentos REACH y CLP y

directiva DGSP), garantizando la ausencia de riesgos

para la salud y la seguridad de las personas.

Durante el año 2010 se ha complementado la

parte del proyecto que corresponde a la joyería

procedente de Asia, España y el resto de Europa.

Se han controlado un total de 817 partidas, tanto

de importación como de fabricación, correspondientes

al 82 % de las remesas de artículos recibidas

por el Laboratorio de AIMME para su contraste.

Su distribución según procedencia es:

• 510 partidas de importación (397 asiáticas, 109

europeas y 4 americanas)

• 307 partidas de fabricación, todas de procedencia

española

soldadura

aleación base

Representación de los diferentes

materiales homogéneos que

constituyen una joya

recubrimiento 1

recubrimiento 2

recubrimiento 3


Han sido detectados metales altamente tóxicos (níquel,

cobalto, cadmio, antimonio, selenio o plomo)

en un total de 337 partidas, equivalentes al 41.2 %

de las controladas, y con la siguiente distribución:

• Asia: 172 partidas (21% del total y 43% del parcial

asiático)

• América: 1 partida (0,1% del total y 25% del parcial

americano)

• Europa: 39 partidas (5% del total y 46% del parcial

europeo)

• España: 125 partidas (12% del total y 41% del parcial

español)

Distribución de partidas según el metal tóxico presente y el material homogéneo afectado

proyectos de I+D

Estas sustancias se han distribuido mayoritariamente

en los materiales homogéneos metálicos

(aleación base, soldadura o recubrimientos). Solo

se han presentado 4 casos donde el metal tóxico

haya aparecido en partes decorativas de la joya

(gemas, piedras, perlas, cristales o esmaltes).

Según el material homogéneo afectado y su naturaleza,

la distribución de las partidas por metal

tóxico detectado ha sido:

Material homogéneo Partidas Níquel Cadmio Selenio Antimonio Cobalto Plomo Cromo

Oro blanco 194 194 --- --- --- --- --- ---

Oro amarillo 4 1 3 --- --- --- --- ---

Oro recubierto 3 3 --- --- --- --- --- ---

Plata 18 3 9 6 --- --- --- ---

Plata chapada en oro 3 --- 3 --- --- --- --- ---

Plata recubierta 139 25 --- --- 80 34 --- ---

Partes decorativas 4 --- --- --- --- --- 4 ---

Total 365 226 15 6 80 34 4 0

De las cifras anteriores puede parecer que el número

de partidas presentando algún metal tóxico

debiera ser mayor de 337. La diferencia se justifica

en que algunas contienen hasta dos y tres metales

tóxicos diferentes.

Aleación de Au y

metal tóxico

2008 2009 2010

Au blanco con Ni 24 61 194

Au blanco con Cd --- 1 ---

Au amarillo con Ni --- --- 1

Au amarillo con Cd --- 1 3

Au amarillo con Cd

(electroform.)

1 --- ---

Sorprende el fuerte incremento producido respecto

de las cifras del año 2009 para las remesas de

importación, así como los valores particularmente

elevados para las fabricaciones españolas en oro

blanco.

31


Aleación de Au y metal

tóxico

China Tailandia India Turquía Italia España Otros* Objetos

Au blanco con Ni 38 7 2 6 23 117 1 36.414

Au blanco con Cd --- --- --- --- --- --- --- ---

Au amarillo con Ni --- --- --- --- 1 --- --- 39

Au amarillo con Cd --- --- --- 1 2 --- --- 463

Au amarillo con Cd

(electroform.)

32

--- --- --- --- --- --- --- ---

Distribución comparativa de partidas de oro controladas durante el año 2010 y su mapa de procedencias

También sorprende la consolidación en el mercado

de algunos problemas que en años anteriores

se manifestaron como emergentes.

Al igual que en 2010 han sido definidos los protocolos

destinados a evaluar la conformidad

de los productos de joyería con los preceptos

destinados a la protección de la salud y la se-

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: I+D

de Expediente: IMIDIC/2010/51

Inicio: Enero 2009 · Fin: Diciembre 2011

Presupuesto total del proyecto: 397.115,16 €

memoria de actividades 2010

guridad. Además de formalizar un sistema de

prevención y alerta mediante el cual las empresas

han reducido la presencia de sustancias peligrosas

en sus productos. Durante 2011, serán

finalizados el desarrollo de estos protocolos y

se ampliará el radio de acción hacia otros productos

del Sector de Diseño y Moda y, en particular,

la bisutería.

Valoración de baños de decapado

procedentes del proceso de galvanización

OBJETIVO DEL PROYECTO

El principal objetivo de este proyecto es

desarrollar una alternativa tecnológica

limpia para la valorización de los baños

ácidos de decapado agotados utilizados

en las industrias de galvanización en

caliente. De modo que, se va a tratar un

efluente de elevada complejidad y toxicidad,

resultante de los baños agotados de

la etapa de decapado de las industrias de

galvanizado en caliente, mediante técnicas

de retardo iónico y técnicas electroquímicas.

Tras la aplicación de estas técnicas

se espera recuperar el componente

metálico con mayor valor añadido presente

en el residuo líquido tratado: el ZINC.

Piezas metálicas sometidas a proceso de galvanización

en caliente


Además de la recuperación de zinc, se plantean

como objetivos secundarios del proyecto la recuperación

del ácido presente como componente

principal del baño de decapado; y la minimización

del impacto, tanto medioambiental como

económico, del hierro residual que permanece en

el efluente tras la aplicación de las técnicas de retardo

iónico y electrodeposición.

Ácidos de

decapado

agotados

(Zn + Fe + HCl)

Corriente rica en Fe

(subproducto)

RETARDO

IÓNICO

Corriente rica en

ELECTRÓLISIS

Esquema de opciones de valoración de los baños de decapado agotados

Para la parte del estudio de los efectos y cinética

de las reacciones electroquímicas involucradas

en el proceso de electrodeposición del zinc, se ha

contratado al grupo de Ingeniería Electroquímica

y Corrosión (IEC) de la Universidad Politécnica

de Valencia (UPV). Esta actividad iniciada en

la anualidad de 2009 consiste en el estudio de la

electrodeposición del zinc sobre distintos electrodos

en presencia de Fe y HCl, que son los componentes

principales de los baños de decapado.

El equipo de investigación de AIMME trabaja en

paralelo estudiando la aplicación de la técnica de

retardo iónico. Este método consiste en un ciclo de

ACTIVIDADES DEL PROYECTO

proyectos de I+D

En este proyecto se establecen las bases para la valorización

total del residuo transformándolo en distintos productos

valorizables donde cabe destacar el Zn por su alto

valor económico. Esta valorización se llevará a cabo mediante

el diseño de una metodología de tratamiento apropiada

aplicando diversas configuraciones de técnicas de

recuperación de ácidos y metales como son el intercambio

iónico (Retardo iónico) y técnicas electroquímicas

(Electrólisis). La secuencia de tratamientos y los subproductos

que se van generando tras ellos son los siguientes:

Corriente rica

en Zn

Cloruro de Zinc

(Materia prima de fluxado)

CRISTALIZACIÓN

CONCENTRACIÓN

ELECTRÓLISIS

Zinc metálico recuperado

(Materia prima de galvanización)

dos fases de tratamiento: fase de retardo y fase de

regeneración. En la fase de retardo se introduce

una corriente de ácido con metales en disolución

(en este caso Zn y Fe) en una columna rellena de

resina de intercambio aniónico. Dicha resina tiene

la capacidad de retener el zinc, permitiendo la elución

del hierro. De esta manera se separan los dos

metales. Cuando la columna ha agotado su capacidad

de intercambio se pasa a la fase de regeneración

en la que se hace pasar agua a contracorriente,

consiguiendo extraer el Zinc retenido en la

columna, comenzando a continuación de nuevo el

ciclo de tratamiento.

33


34

RESULTADOS

Recuperación de ácido mediante retardo

iónico

En la realización de los ensayos recuperación de

ácido mediante retardo iónico para los baños de

decapado de HCl se ha observado que se produce

la separación de ácido y de los iones metálicos

hierro y zinc (Ver Gráfica 1). Se obtienen así

tres corrientes: una corriente rica en HCl (B), otra

con alto contenido en hierro (C) y una tercera que

acumula la mayor parte del zinc contenido en el

baño de decapado agotado.

Gráfica 1. Concentración relativa de salida respecto al volumen

de embolada.

(Ensayo 3.3 con muestra de concentración: Zn = 100 g/L; Fe =

80 g/L; HCl = 40 g/L)

Destacar que se alcanzaron porcentajes de recuperación

de Zn del 76%. Por otro lado, el rendimiento

de eliminación del Fe, se situó en un 94%

del Fe total introducido en la columna. De esta forma

se obtiene una corriente de principal interés

para el proyecto que cuenta con una proporción

Zn/Fe de 13:1.

Estudio de la electrodeposición de Zn en

medio HCl +Fe

En el estudio de la electrodeposición del zinc la

técnica empleada consiste en hacer pasar una

corriente eléctrica a través de una disolución que

contiene el metal a recuperar, en este caso el baño

agotado. Aplicando voltaje e intensidad adecua-

memoria de actividades 2010

dos en el medio seleccionado y con una configuración

idónea de ánodo y cátodo, así como de los

materiales que los forman, se consigue que el metal

se deposite sobre el electrodo del reactor, recuperando

el zinc en forma metálica.

Electrodeposición con muestras sintéticas

Inicialmente se ha trabajado con disoluciones sintéticas

realizando ensayos a escala de laboratorio,

trabajando con una celda electroquímica y estudiando

el efecto de cada variable sobre curvas

de polarización.

Gráfica 2. Efecto de la concentración de HCl sobre electrodeposición

de Zn

(Resultado de voltametrías cíclica con electrolito formado por

0.055M ZnCl 2 )

A modo de ejemplo de uno de los ensayos realizados,

se presenta la gráfica 2 que ilustra el efecto

de la concentración de HCl en la electrodeposición

de Zn. El porcentaje de zinc en el depósito formado

a -0.5V es despreciable, ya que la concentración

de ácido en la disolución es bastante elevada

y el potencial de deposición entra dentro del rango

de la reacción de evolución del hidrógeno. Por

el contrario, en la experiencia realizada a -1.4V, se

obtiene un depósito de zinc con una morfología

típica.

Electrodeposición con muestras reales

En el caso de los baños de decapado formulados

con HCl se detectó que las muestras reales poseen


cierta cantidad de aceites y grasas que podrían

afectar al proceso de electrodeposición de Zn en

medio HCl. Por ello se estudió realizar un pretratamiento

de filtración de las muestras reales. Así

se realizaron pruebas preliminares de filtración

a gravedad con filtros de tela que no mostraron

reducción alguna del contenido en aceites y grasas.

A continuación se procedió a realizar varios

ensayos de microfiltración/ultrafiltración logrando

reducciones importantes de aceites y grasas

(entorno al 80%). Sin embargo, se observó que la

disolución filtrada pierde gran cantidad del zinc

inicial (40%) lo cual a priori no parece favorecer

la recuperación del mismo en el proceso de electrodeposición.

En cuanto al comportamiento electroquímico, la

muestra real diluida en ratio 1:50 se comportó de

forma muy parecida al de las mezclas sintéticas

con un ratio Fe(II)/Zn(II). Finalmente, tras los estudios

realizados hasta el momento podemos decir

que la deposición del zinc se da mediante la formación

directa de zinc metálico y que el pH ácido

y la presencia de hierro parecen no afectar a la

recuperación de zinc. De manera que aparentemente

las características de partida del baño de

decapado serían las adecuadas para aplicar esta

técnica sin necesidad de realizar un pre-tratamiento.

Todos estos resultados, se entienden como resultados

parciales ya que, tanto el estudio de electrodeposición

a escala laboratorio como a escala

pre-industrial se encuentra en desarrollo y durante

2011 se comprobará que la muestra real sin diluir

ofrece el mismo comportamiento electroquímico

sin la aparición de interferentes. Además se

completará un diseño industrial del proceso incluyendo

un estudio técnico-económico para evaluar

la viabilidad de la recuperación de Zn en estado

metálico mediante el empleo de las tecnologías de

electrodeposición y retardo iónico.

proyectos de I+D

Diseño de un filtro

electroquímico para la

eliminación de metales

pesados en depuradoras

de aguas residuales

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: I+D

de Expediente: IMIDIC/2010/97

Inicio: Enero 2010 · Fin: Diciembre 2012

Presupuesto total del proyecto: 445.000 €

OBJETIVO DEL PROYECTO

El objetivo del proyecto es el diseño y construcción

de un nuevo filtro electroquímico que logre

la eliminación de metales pesados en aguas con

niveles de concentración relativamente bajos (2-5

ppm) de manera eficiente y eficaz energéticamente.

El filtro se utilizará como tratamiento de

afino para eliminar los metales pesados que pueden

escapar al tratamiento físico-químico convencional.

Mediante este proceso se pretende conseguir

un efluente final de concentraciones por

debajo de los límites de vertido más restrictivos

(


36

EFLUENTE

INDUSTRIAL

Una vez el filtro haya alcanzado su capacidad

máxima de retención se regenerará para volver

a ser utilizado alargando la vida útil del mismo y

recuperando en la corriente de regeneración los

metales pesados.

ACTIVIDADES DEL PROYECTO

En la actualidad los procesos de afino comerciales

para eliminación de metales pesados mediante

electrodeposición cuentan con una serie de limitaciones:

• Baja transferencia de materia.

• Alto consumo energético.

• Coste de mantenimiento elevado.

TRATAMIENTO

FÍSICO-QUÍMICO

FILTRO

ELECTROQUÍMICO

EFLUENTE

FINAL DEPURADO

Estas limitaciones serán vencidas durante la ejecución

del proyecto, aplicando una nueva metodología

desarrollada en el proyecto que integra

distintas unidades de diseño: el diseño matemático

de celdas electroquímicas, la aplicación de

nuevas tecnologías de fabricación aditiva EBM “a

la carta” para la construcción del nuevo filtro, la

simulación hidrodinámica del electrolito, tipo CFD

y las pruebas experimentales en reactores piloto.

Las características que interesa estudiar son

aquellas que influyen en la transferencia de masa

y en la distribución de corriente, ya que gracias a

memoria de actividades 2010

la mejora de éstas se conseguirá el aumento de

los rendimientos. Dichas características son, principalmente,

la disposición de una gran superficie

efectiva, presencia de promotores de turbulencia

y una buena distribución de la densidad de corriente.

En este sentido el proyecto se centra en

los siguientes aspectos básicos o unidades de diseño

para alcanzar el objetivo. La correcta integración

y estudio de los resultados obtenidos en

cada uno de dichas unidades será clave para obtener

el objetivo marcado.

Unidades de diseño

Eliminación parcial metales

pesados (Cu, Ni, Zn)

Retención metales pesados

(


Ejemplos de estructuras espaciales realizadas mediante fabricación aditiva.

Los simuladores de dinámica de fluidos, tipo CFD,

permiten mejorar el diseño de flujo del electrolito

dentro del reactor y asegurar una buena distribución

de la densidad de corriente y con ello el rendimiento

farádico.

Por último, las pruebas experimentales nos permiten

validar y re-alimentar al sistema de diseño con

el fin de realizar el ajuste a un vertido industrial

real.

RESULTADOS

Hasta la fecha se ha realizado el diseño de dos

configuraciones distintas, una tubular concéntrica

y otra plana de platos paralelos. De esta forma,

además, para la configuración concéntrica se ha

diseñado además, una configuración simple, simulando

una unidad de celda base, que permita

el estudio de forma individual de cada una de las

variables que afectan al proceso de electrodeposición.

37


38

Para todas las configuraciones se dispone de un

reactor de laboratorio versátil para la realización

de los ensayos, diseñado en el marco del proyecto,

que permite estudiar diferentes trayectorias de

flujo, circulación helicoidal mediante entrada tangencial

del mismo o entrada uniforme mediante la

incorporación de difusores de membrana. Además

también cuenta con la presencia de deflectores

laterales que aumentan la turbulencia del mismo

y la posibilidad de realizar pruebas con cátodos

rotatorios.

Reactor de laboratorio

Configuración Concéntrica. - Celda Base

Se trata de una celda de electrodos cilíndricos

concéntricos coaxiales, en esta celda el cátodo se

dispone entre dos ánodos. En este caso se debe

estudiar cual es la distancia óptima entre electrodos

así como el espesor de los mismos. Con esta

misma configuración existe la posibilidad de hacer

el cátodo rotatorio.

memoria de actividades 2010

Celda concéntrica base

Cátodo

Ánodo

interior

Configuración Concéntrica. - Multicelda

Al igual que en la configuración simple se dispone

de un ánodo exterior, pero en este caso existen

múltiples cátodos y ánodos interiores, dispuestos

en el interior del ánodo exterior.

El ánodo exterior dispone de una serie de orificios,

donde se introducen los cátodos cilíndricos huecos.

Al mismo tiempo, en el interior de cada cátodo

se colocarán los ánodos en forma de hilo.

Configuración Plana de platos

Ánodo

exterior

En este caso se dispondrá de varios ánodos y cátodos

en forma de platos circulares de forma que

como en las demás configuraciones habrá un cátodo

dispuesto entre dos ánodos.

Durante 2011 se continuará con la realización de

dos o tres alternativas como pre-diseño del filtro

electroquímico que podrán introducir variaciones

en el diseño de los electrodos (ánodo y cátodo)

así como en la carcasa del filtro, fase iniciada a

finales de 2010. Se diseñaran los electrodos seleccionados,

soportes, carcasa, conexionados y

sistemas electrónicos. Se llevará a cabo su evaluación

mediante técnicas de simulación y optimización

hidrodinámica a través de modelización

matemática CFD (dinámica computacional de fluidos).

Y se iniciará la fabricación de los electrodos,

componentes electrónicos y envolventes del filtro,

mediante tecnología de fabricación aditiva, para

posteriormente llevar a cabo su ensamblaje.


Cátodo

Ánodo

interior

Diseño configuración múltiple de los electrodos

Ánodo

exterior

Extracción micelar asistida por microondas de

metales pesados

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: I+D

de Expediente: IMIDIC/2010/98

Inicio: Enero 2008 · Fin: Diciembre 2010

Presupuesto total del proyecto: 263.950 €

OBJETIVO DEL PROYECTO

El objetivo perseguido en este proyecto ha sido,

por una parte, minimizar el impacto medioambiental

de los lodos de depuradora del sector metalmecánico

como residuo peligroso, reduciendo

su peligrosidad y, por otra parte, definir un sistema

que permita la recuperación de los metales, Cu y

Zn, presentes en dicho residuo como materia prima

valorizable.

ACTIVIDADES DEL PROYECTO

El presente proyecto ha constado de tres actividades

principales: Extracción, Separación y Recuperación

de zinc y cobre presentes en los lodos de

depuradora.

Para llevar a cabo el proyecto, se han producido

2 lodos sintéticos ricos en cada uno de

proyectos de I+D

Lodo de depuradora

los 2 principales metales a extraer (Cu y Zn),

y se han sometido a un tratamiento de extracción

micelar asistido por microondas, MAME.

Para posteriormente, realizar una separación

mediante ultrafiltración, MEUF y recuperación

mediante ELECTRODEPOSICIÓN de los metales

extraídos.

En la primera fase del proyecto, la extracción se

llevó a cabo mediante el empleo de la técnica

MAME sobre los lodos de depuradora. En dicha

fase, se llevaron a cabo el estudio de dos sistemas

de extracción uno mediante el empleo de EDTA

como quelante (pH de trabajo 9), y otro sistema

sin EDTA (pH de trabajo 4), obteniendo diferentes

rendimientos de extracción en cada uno de

los sistemas. En ambos se utilizaron mezcla de

surfactantes: SDS (surfactante aniónico) y Tritón

X-100 (surfactante no-iónico).

39


40

En la segunda fase del proyecto, la separación de

metales se llevó a cabo mediante el empleo de

la técnica MEUF. En la fase de MEUF, también se

distinguen los dos sistemas, con EDTA, y sin adición

de EDTA. En este último para poder realizar

la separación del metal de las micelas se le añade

dentro de esta fase EDTA de forma gradual y así

obtener la dosis óptima para la separación micela-metal.

En el otro sistema de trabajo se aplicó la

tecnología MEUF a la muestra con la cantidad de

EDTA proveniente de la extracción.

Tras la aplicación de la técnica de ultrafiltración

al extracto se obtienen dos corrientes de salida.

Por una parte el permeado, donde principalmente

se encuentra el metal, con parte del surfactante

rechazado y EDTA. Y por otra parte, el rechazo

concentrado en SDS y una pequeña cantidad de

metal y EDTA que no ha permeado.

En la tercera fase del proyecto, se estudió la recuperación

de metales mediante la aplicación de la

electrodeposición. En esta etapa, se ha partido del

permeado de la etapa anterior, MEUF, y también se

han distinguido dos sistemas distintos, cuando la

extracción se realiza con EDTA, con la concentración

óptima de extracción con EDTA y el sistema

de extracción sin EDTA, con la concentración de

EDTA óptima proveniente de la etapa de MEUF.

RESULTADOS

A continuación se muestran los resultados obtenidos

teniendo en cuenta el desarrollo global del

proyecto para cada uno de los sistemas estudiados

con y sin EDTA y para el Cobre y el Zinc como

metales a recuperar de lodos ricos en ambos compuestos

provenientes de empresas con procesos

de cobreados, cincado, bronces o latonado. En los

siguientes esquemas se ha contemplado rendimientos

por etapas y se ha realizado el balance

global de los metales y de los surfactantes.

1. Sistema 1: Metal-Surfactante-EDTA

En el esquema adjunto, se presentan los resultados

globales de recuperación de metales y de reciclaje

interno de surfactantes obtenidos a lo largo del

memoria de actividades 2010

proyecto. Para este sistema, se consigue al final

del proceso un rendimiento de recuperación de

metal de un 18% para el caso del zinc y un 46%

en el caso del cobre con respecto a la cantidad

inicial.

Estos rendimientos globales se han obtenido aplicando

las siguientes condiciones de operación

para cada una de las tres tecnologías:

Variable Cobre Zinc

Tiempo sonicación 10min

EDTA 0,05M

SDS:Tritón 0,086M:0,0015M

Tiempo microondas 5min

Potencia microondas 240W

microondas 9

Condiciones óptimas de extracción (MAME)

Variable Cobre Zinc

EDTA 0,05M

SDS:Tritón 0,086M:0,0015M

pH 9

Membrana cerámica Carbosep

Tamaño de poro 15 kDa

PTM (bar) 2

Caudal de recirculación

(L/h)

416,8

Condiciones óptimas de separación (MEUF)

Variable Cobre Zinc

EDTA 0,05M

SDS:Tritón 0,013M;0,0002M

pH 9

Densidad de corriente 60 A/m 2 40 A/m 2

Acondicionamiento

muestra

-- Sí

Condiciones óptimas de recuperación (Electrodeposición)


Para ambos metales, las etapas de extracción por

la técnica MAME y la separación mediante la técnica

MEUF presentan rendimientos de operación

elevados, en torno a un 95% en ambas tecnologías

para ambos metales.

De manera general, para el caso del zinc, la etapa

que más influye a la hora de obtener el rendimiento

global del 18% es la etapa de electrodeposición.

Las concentraciones de EDTA a las que se trabaja

en este sistema no consiguen la correcta deposición

de zinc sobre el cátodo, impidiendo la total

recuperación del mismo, incluso tras una etapa

previa de acondicionamiento de la muestra.

En cambio para el cobre, se consigue en esta etapa

de recuperación rendimientos de electrodeposición

que permiten recuperaciones del 50% del

metal presente en el lodo por lo que puede suponer

un subproducto valorizable para la empresa.

Por otra parte, la cantidad de SDS que se consigue

recuperar en la etapa de MEUF es de un 90%

pudiéndose reutilizar dentro del proceso de extracción

hasta 22,5 gramos, y por tanto, reducir la

cantidad de materia prima empleada inicialmente

de 25 gramos a 2,5 gramos.

2. Sistema 2: Metal-Surfactante

En el esquema adjunto, se presentan los resultados

globales obtenidos a lo largo del proyecto. Para

este sistema, se consigue al final del proceso un

rendimiento de recuperación de metal de un 49%

para el caso del zinc y un 41% en el caso del cobre

con respecto a la cantidad inicial de los mismos.

Variable Cobre Zinc

Tiempo sonicación 10min

SDS:Tritón 0,086M:0,0015M

Tiempo microondas 5min

pH 4

Potencia microondas 240W

Condiciones óptimas de extracción (MAME)

Variable Cobre Zinc

proyectos de I+D

EDTA 0,04M 0,03M

SDS:Tritón 0,086M:0,0015M

pH 4

Membrana cerámica Carbosep

Tamaño de poro 15 kDa

PTM (bar) 2

Caudal de recirculación

(L/h)

Estos rendimientos globales se han obtenido apli- Condiciones óptimas de recuperación (Electrodeposición)

cando las siguientes condiciones de operación de

las tres tecnologías: En este sistema, la etapa de extracción por la técnica

MAME presenta menor rendimiento que en el

Sistema 1. En el caso del cobre el rendimiento obtenido

es de un 60% lo que condiciona la cantidad

de metal recuperado al final del proceso. Para el

zinc, el rendimiento de extracción obtenido es cercano

al 95%. La separación mediante la técnica

MEUF presenta rendimientos de operación elevados,

en torno a un 95% en ambos metales.

416,8

Condiciones óptimas de separación (MEUF)

Variable Cobre Zinc

EDTA 0,03M

SDS:Tritón 0,013M;0,0002M

pH 4

Densidad de corriente 60 A/m 2 50 A/m 2

41


42

Para el estudio del Sistema 2, Metal-Surfactante,

a diferencia del Sistema 1, es posible la recuperación

de zinc mediante electrodeposición debido a

que las concentraciones de EDTA en las que se trabaja

en este sistema, permiten la deposición del

mismo y por tanto una recuperación, obteniendo

un rendimiento en esta etapa de un 57% para este

metal. En el caso del cobre, la deposición en forma

metálica es cercana al 73% con lo que es posible la

valorización de ambos metales como materia prima

en forma metálica. Por otra parte, la cantidad

de SDS que se consigue recuperar en la etapa de

MEUF es de un 90% pudiéndose reutilizar dentro del

proceso de extracción hasta 21,25 gramos, y por tanto,

reducir la cantidad de materia prima empleada

inicialmente de 25 gramos a 3,75 gramos.

Por último en este sistema es posible incluso recuperar

el tampón utilizado inicialmente en la extracción,

acetato de sodio-ácido acético ya que las condiciones

de pH del rechazo del MEUF no cambian lo que

hace pensar que se mantiene el tampón. No obstante

sería necesario realizar controles de pH en el extracto

reciclado antes de realizar la etapa de MAME.

APLICACIONES

Las aplicaciones principales que pueden ser llevadas

a cabo tras la realización del proyecto han sido, por

una parte, la obtención de una metodología de valorización

de lodos de depuradora con cobre y/o zinc,

realizando la extracción, separación y recuperación

de dichos metales de forma eficaz, lo que repercute

directamente sobre las industrias, ya que conlleva a

una reducción del consumo de materias primas. Y

por otra parte, la aplicación de dicho protocolo reduce

la peligrosidad del lodo resultante y, por tanto,

reduce el impacto medioambiental del mismo.

Los principales sectores industriales a los que se

puede aplicar dicho protocolo de valorización son el

sector de tratamiento de superficies, especialmente

las empresas con procesos de cobreado, cincado,

bronce o latonado, las empresas del sector de

circuitos impresos, producción de paneles solares y

metalizado de plásticos, entre otros.

memoria de actividades 2010


Proyectos de

innovación y transferencia

de Tecnología

Internacionalización de las competencias de

AIMME 2010

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: I+D

de Expediente: IMDITR/2010/5

Inicio: Enero 2010 · Fin: Diciembre 2010

Presupuesto total del proyecto: 95.200 €

Durante el año 2010 y mediante la ejecución de

este proyecto AIMME ha demostrado una vez más

su participación en la promoción de las competencias

internacionales del sector metal mecánico.

Prueba de ello ha sido la participación en la “EU

Social Networks and EU R&I Programmes Workshop”

organizado por la Comisión Europea en

Bruselas donde asistieron más de 150 participantes

procedentes de los 27 estados Miembros.

En dicho evento se presentaron la Demanda de

las principales iniciativas de redes sociales creadas

en el ámbito europeo (Tuenti, Xing, Sapo,

etc.) enfatizando los desafíos científicos y tecnológicos

a resolver en los próximos años, así como

la Oferta de los principales agentes que están

llevando a cabo investigación aplicada desde las

Universidades, Centros de investigación y la Industria

TIC.

Durante el workshop AIMME presentó los resultados

de sus proyectos activos en materia de

Web2.0 para el sector metalmecánico. Tras la

finalización del mismo fue la propia Comisión

Europea la que seleccionó a AIMME como miembro

del comité de dirección del grupo EU Social

Networks.

A lo largo del año 2010 AIMME ha realizado diferentes

actividades que siguen promocionando la

internacionalización de los resultados obtenidos

en los diferentes proyectos de I+D. Actividades

como las promovidas por las plataformas tecnológicas

europeas a las que pertenecemos, son referente

de que nuestra actividad es cada vez más

conocida más allá del ámbito nacional.

Ejemplo de ello es la participación como ponentes

en la última conferencia anual de la Plataforma

Tecnológica Europea de Fabricación Rápida, donde

AIMME una vez más dio muestra de su evolución

en la aplicación de estas tecnologías en nuevos

sectores.

La preparación de 6 nuevas propuestas de proyectos

internacionales, cuya ejecución se prevé

para el año próximo es muestra de que la actividad

internacional de I+D de AIMME forma parte de

la estrategia del centro.

43


44

Para el estudio del Sistema 2, Metal-Surfactante,

a diferencia del Sistema 1, es posible la recuperación

de zinc mediante electrodeposición debido a

que las concentraciones de EDTA en las que se trabaja

en este sistema, permiten la deposición del

mismo y por tanto una recuperación, obteniendo

un rendimiento en esta etapa de un 57% para este

metal. En el caso del cobre, la deposición en forma

metálica es cercana al 73% con lo que es posible

la valorización de ambos metales como materia

prima en forma metálica. Por otra parte, la cantidad

de SDS que se consigue recuperar en la etapa de

MEUF es de un 90% pudiéndose reutilizar dentro del

proceso de extracción hasta 21,25 gramos, y por tanto,

reducir la cantidad de materia prima empleada

inicialmente de 25 gramos a 3,75 gramos.

Por último en este sistema es posible incluso recuperar

el tampón utilizado inicialmente en la extracción,

acetato de sodio-ácido acético ya que las condiciones

de pH del rechazo del MEUF no cambian lo que

hace pensar que se mantiene el tampón. No obstante

sería necesario realizar controles de pH en el extracto

reciclado antes de realizar la etapa de MAME.

APLICACIONES

Las aplicaciones principales que pueden ser llevadas

a cabo tras la realización del proyecto han sido,

por una parte, la obtención de una metodología de

valorización de lodos de depuradora con cobre y/o

zinc, realizando la extracción, separación y recuperación

de dichos metales de forma eficaz, lo que

repercute directamente sobre las industrias, ya que

conlleva a una reducción del consumo de materias

primas. Y por otra parte, la aplicación de dicho protocolo

reduce la peligrosidad del lodo resultante y,

por tanto, reduce el impacto medioambiental del

mismo.

Los principales sectores industriales a los que se

puede aplicar dicho protocolo de valorización son el

sector de tratamiento de superficies, especialmente

las empresas con procesos de cobreado, cincado,

bronce o latonado, las empresas del sector de

circuitos impresos, producción de paneles solares y

metalizado de plásticos, entre otros.

memoria de actividades 2010

CRESTA: Centro de

reflexión estratégicotecnológica

de AIMME

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: Fomento de la Innovación en

Institutos Tecnológicos

de Expediente: IMDITS/2010/3

Inicio: Enero 2010 · Fin: Diciembre 2010

Presupuesto total del proyecto: 148.800 €

El proyecto “Centro de reflexión estratégico-tecnológica

de AIMME (CRESTA)” ha tenido como objetivo

la elaboración de un plan tecnológico para

el Instituto, extrapolable para la realidad del sector

del metal de nuestra Comunidad.

La elaboración de este plan se ha basado en dos

contribuciones fundamentales:

• La aportación de las empresas del sector, en relación

con sus necesidades de innovación.

• El soporte técnico-científico de la estructura

tecnológica de AIMME, incluyendo el Observatorio

tecnológico OTEA.

Para ello, CRESTA ha desarrollado un total de cuatro

talleres con empresas (tratamientos de superficie:

mecánicos, electroquímicos y térmicos;

mecanizado, estampación y forja), además de

considerar informaciones procedentes de otros

grupos empresariales (club Innovación de FEME-

VAL). En estos talleres se han analizado elementos

tales como las necesidades de formación, de soporte

tecnológico y de gestión, la adecuación de

las políticas de la Administración, las convergencias

y divergencias entre nuestras empresas y las

empresas líderes de otros países (Francia, Italia,

Alemania) y la influencia de la entrada en el mercado

de las economías emergentes (China e India).

Un total de 25 agentes –empresariales, técnicos,

etc.- participaron en los mencionados talleres.


Las conclusiones de estos talleres se han complementado

con un análisis interno de las capacidades

presentes y futuras de AIMME, en el que se

ubican las competencias tecnológicas del instituto

respecto de mercados y de su periodo de máxima

vigencia. Estas capacidades se han agrupado en

cuatro grandes áreas tecnológicas

• Medio ambiente industrial.

• Fabricación aditiva.

• TIC para la mejora de la competitividad industrial.

• Materiales avanzados.

El plan tecnológico resultante, elaborado a 3 años,

permitirá a AIMME, a las empresas y colectivos que

trabajan en el sector, posicionarse en el espacio

internacional de I+D.

Difusión de resultados

de proyectos de I+D

de AIMME

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: Fomento de la Innovación en

Institutos Tecnológicos

de Expediente: IMDITM/2010/4

Inicio: Enero 2010 · Fin: Diciembre 2010

Presupuesto total del proyecto: 124.150 €

El objetivo del proyecto ha consistido en la transferencia

de resultados de I+D+i al sector del metal de

las actividades que se realizan en AIMME. Mediante

este proyecto se han mantenido los mecanismos

de comunicación como elementos de comunicación

escrita y marketing que han permitido a las

empresas del sector, y a la sociedad en general,

disponer de una información continuada de las acciones

que se han desarrollando en AIMME.

El presente proyecto ha abarcado las siguientes

acciones:

proyectos de innovación y transferencia de tecnología

1. Se han proporcionado servicios de información

que han facilitado la interacción de AIMME

con las empresas

Los servicios tecnológicos avanzados y la realización

de proyectos de I+D+i en AIMME representan

la mayor parte de su facturación y la mayor herramienta

de interacción con el sector de que dispone

el Instituto por su carácter continuado y por el

amplio rango de casuísticas cubiertas.

Mediante la edición de la memoria 2009 se han

publicado los resultados de los proyectos desarrollados

en AIMME y los servicios tecnológicos avanzados

con el fin de lograr un posicionamiento informativo

en el sector buscando dar a conocer a

las empresas una acertada puesta en mercado de

dichos servicios, haciéndoles llegar la información

adecuada para que comprenda la naturaleza y el

beneficio real del servicio ofertado. De esta manera,

se ha conseguido por un lado poner a disposición

de las empresas mecanismos que les permiten

mejorar la gestión de la innovación en sus

procesos productivos, y por otro lado promover

la incorporación tecnológica en actividades tradicionales

del sector de transformados metálicos.

2. Se han establecido mecanismos de comunicación

avanzados entre las empresas y AIMME

Las empresas de nuestro sector están comprendiendo

la importancia de una adecuada oferta de

canales de información técnica y comercial para

un funcionamiento correcto dentro del mercado

global. Mediante este proyecto se han establecido

unos adecuados canales de comunicación que le

han permitido a AIMME lograr un mayor conocimiento

de las características y necesidades de las

empresas con el fin de adecuar la oferta de servicios

a las posibilidades reales de las empresas.

Gracias a este proyecto se ha contratado un gabinete

de comunicación externo que se ha encargado

de la definición y ejecución de la política de comunicación

de AIMME para el ejercicio 2010 con el

exterior. Su trabajo ha consistido principalmente

en la publicación de diferentes artículos y reseñas

en medios propios y contratados sobre resultados

45


46

de proyectos, servicios y actuaciones destacables

del instituto, consiguiendo:

• Aumentar la presencia de AIMME en los medios

de comunicación.

• Informar a los medios de cualquier iniciativa o

actividad del Instituto.

• Impulsar mediáticamente los proyectos en los

que ha participado AIMME.

• Potenciar la imagen del Instituto como aliado

tecnológico del sector metalmecánico a nivel

autonómico y nacional.

• Promocionar las distintas áreas tecnológicas de

AIMME (formación, nuevas tecnologías, etc.).

• Posicionar a AIMME como centro tecnológico de

referencia.

3. Se ha promovido la creación de sistemas eficientes

de comunicación y enlace que han proporcionado

flujos de conocimiento y de información

de valor añadido para las empresas y la

sociedad en general

Unos eficientes sistemas de comunicación han

permitido a AIMME un mayor conocimiento de las

características y necesidades de las empresas

con la consiguiente mejora general de la calidad

del servicio a las empresas y una mayor velocidad

de reacción frente a necesidades comunes de

segmentos industriales y por tanto un aumento

del valor añadido de los servicios que presta el

instituto. Mediante la edición de cuatro boletines

trimestrales del instituto se ha establecido un canal

de comunicación que le ha permitido a AIMME

lograr un mayor conocimiento de las características

y necesidades de las empresas con el fin de

adecuar la oferta de sus servicios a las posibilidades

reales de las empresas.

4. Se han creado nuevas herramientas de promoción

que han potenciado la imagen corporativa

de AIMME a medio y largo plazo

En la sociedad del conocimiento en la que estamos

plenamente inmersos es necesario la conjugación

de múltiples factores para llegar a ser competitivos.

Hoy por hoy, AIMME consciente de la importancia

que reviste la imagen corporativa en un

memoria de actividades 2010

mercado cada vez más globalizado y dominado

por la imagen, tiene por delante el ineludible reto

de invertir en conocimiento, en recursos humanos,

en tecnologías punteras y en imagen corporativa

si realmente quiere ser competitivo en mercados

nacionales e internacionales.

También se ha diseñado una nueva estrategia de

imagen y comunicación con motivo de la conmemoración

del XXV aniversario del instituto mediante la

celebración de un congreso en 2012. Este congreso

servirá para crear un encuentro de especialistas en

diversas áreas con el fin de debatir sobre aspectos

que afectan a la competitividad del sector del metal.

El certamen, se convertirá en el encuentro profesional

de esta especialidad más importante de la

Comunidad Valenciana, con ello se logrará divulgar

la actividad del instituto e incrementar la presencia

tanto a nivel nacional como internacional.

Implantación de modelos de transformación

de información en valor

de las PYMES del metal:

Vigilancia, inteligencia,

generación de ideas y

formación de proyectos

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: Plan de Competitividad de la

Empresa Valenciana (PCEV)

de Expediente: IMPCND/2010/11

Inicio: Mayo 2010 · Fin: Diciembre 2010

Presupuesto total del proyecto: 89.000 €

El presente proyecto ha sido planteado para ayudar

a las pymes del Sector Metal Mecánico, a canalizar

y utilizar todas las señales que llegan a la empresa

y de este modo crear valor y utilizarlo como

ventaja competitiva. Transformar la información, el

esfuerzo y capital invertido en acciones concretas

que aporten valor añadido, permitirá estimular el

proceso innovador y aumentar el nivel competitivo

de las empresas, necesario para posicionarse


en un mercado global. Dentro del proceso de innovación,

la Pyme se encuentra con una serie de

problemas como por ejemplo la falta de definición,

la dificultad para encontrar recursos financieros,

falta de conocimiento para desarrollar algunos aspectos

técnicos, desconocimiento de lo que necesita

el mercado, dificultad para elegir el proyecto

más prioritario y gestionarlo adecuadamente.

Este proyecto ha sido planteado para desarrollar

e implantar modelos de transformación de la información

en valor en las Pymes del Metal, es decir

ayudar a las empresas a identificar los elementos

claves que componen la gestión de la información

y del conocimiento en sus procesos, y dotar a las

mismas de técnicas y metodologías para transformar

la información en valor.

Las etapas en las que se ha dividido el desarrollo

de este proyecto han sido las siguientes:

• Análisis de herramientas y/o técnicas que permitan

generar valor dentro del proceso de innovación.

• Integración del valor de la información con la

gestión del conocimiento.

• Desarrollo de modelos de transformación de la

información en valor.

• Sensibilización a las empresas del metal.

• Implementación de modelos de transformación

del valor en las PYMEs del metal.

Valor en el producto, a través de la mejora en

el flujo de información durante el proceso de

diseño y desarrollo de producto.

Valor en el proceso a través de la mejora del

flujo de información durante el proceso de

producción.

• Difusión de los resultados.

Mediante el desarrollo de estas etapas se ha puesto

a prueba diferentes herramientas o metodologías

que han permitido a los técnicos del área de

gestión de la innovación de producto y proceso

de AIMME conocer las dificultades asociadas a la

implantación de las mismas en las PYMEs del sector,

como son:

proyectos de innovación y transferencia de tecnología

• Conocer de primera mano cuáles son las barreras

iniciales al cambio, y poner en práctica

acciones de dinamización de los equipos de trabajo.

• Detectar cuáles son los puntos de mejora de las

diferentes metodologías, con el objetivo de modificar

o adaptar las mismas a las necesidades

de las PYMEs.

La implantación de dichas metodologías ha

permitido seguir validando y poniendo a prueba

las diferentes acciones que permiten generar

valor en las empresas y conocer problemáticas

asociadas a su implantación por parte de

las mismas.

A partir de las implantaciones realizadas, las empresas

han conseguido lo siguiente:

• Reflexionar en el modo de actuación seguido

por cada empresa.

• Conocer herramientas de ayuda que permitan

crear valor en diferentes ámbitos de la empresa.

• Poner a prueba metodologías existentes como

la implantación de modelos de Vigilancia Tecnológica

e Inteligencia Competitiva, utilización

de técnicas de creatividad en el desarrollo de

productos, metodologías de implantación Lean

en la fase operativa, etc. en empresas de tamaño

medio-pequeño, estimando la necesidad de

realizar adaptaciones en cada una de ellas.

Con respecto a la influencia del proyecto sobre

AIMME, cabe destacar:

• La importancia de poder evaluar de primera

mano las necesidades que presentan las empresas

en temas relacionados con la innovación.

• Analizar el impacto que tiene en las pymes la

implementación de alguna herramienta de ayuda

a la innovación y entender los beneficios que

se generan por parte de la empresa.

• Posibilidad de utilización posterior de las experiencias

extraídas para la concienciación del

resto de PYMEs del sector metalmecánico.

47


48

Desarrollo de mapas de ciclo de producto

basados en estrategias de ecodiseño

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: Plan de Competitividad de la Empresa Valenciana (PCEV)

de Expedientes: IMPSDE/2009/19 · IMPCDE/2010/13

Inicio: Abril 2009 · Fin: Diciembre 2010

Presupuesto total del proyecto: 107.700 €

El presente proyecto fue planteado para conseguir

alcanzar los límites de sostenibilidad imperantes

en las políticas comunitarias. Estas políticas

están basadas en un enfoque referido al producto,

por lo tanto, reduciendo los impactos ambientales

del producto se puede alcanzar una reducción

global de impactos.

Las PYMES y en general las empresas industriales,

emplean las herramientas de ecodiseño de forma

arbitraria, por lo que los resultados esperados no se

corresponden con las expectativas planteadas. Es

decir, la aplicación de estas herramientas no alcanzan

los límites de reducción de impactos requeridos.

El proyecto ha pretendido identificar de forma clara

y visible los principales impactos del producto,

con el fin de establecer de una forma científica y

demostrable los objetivos ambientales según las

estrategias de ecodiseño. Para ello se han evaluado

los impactos ambientales del producto considerado.

En esta evaluación se han considerado

todas las etapas de producción, transporte, utilización

del producto y consumo de materias primas.

Aplicando a cada una el impacto ambiental calculado.

Los impactos detectados se esta forma se

han clasificado en 3 grupos según su importancia:

• Impactos elevados y/o críticos (superiores al 1%).

• Impactos moderados (comprendidos entre el

0,25% y 1%).

• Impactos despreciables (inferiores al 1%).

Esto ha permitido focalizar los esfuerzos e identificar

opciones de mejora para la futura modificación/renovación/rediseño

del producto, con el fin

memoria de actividades 2010

de establecer mejoras medio ambientales y facilitar

la toma de decisiones. La aplicación de esta

técnica además ha permitido ser una herramienta

de toma de decisiones con el fin de planificar y

establecer prioridades en un posible rediseño del

producto.

El objeto analizado para la realización del mapa

de producto ha sido una luminaria para uso de

interiores. Como unidad funcional se consideró el

objeto “Luminaria para uso de interiores” formado

por dos lámparas de 24 w que se utiliza dos horas

al día durante un período de 10 años.

El proyecto ha sido realizado en 2009 y 2010,

durante el año 2009 se desarrolló el estudio del

producto a ecodiseñar. Esta fase comprendió el

inventario de producto, incluyendo los materiales

que lo componen, las etapas de producción, los

acabados posteriores, etc. Básicamente se consideraron

5 etapas materias primas, producción,

embalaje y expedición, transporte y utilización.

Durante el año 2010, se desarrollaron las fases que

se detallan a continuación:

Evaluación ambiental del producto

Esta fase ha comprendido el cálculo del impacto

del producto según los datos obtenidos en la

fase de inventario y según las categorías de impacto

consideradas. Se ha realizado mediante la

utilización del software de cálculo de impactos

SIMAPRO 7.2 y considerando la unidad de cálculo

de impactos Eco-indicador 99 (E) V2.4 / Europe

EI 99 E/E.


Desarrollo del mapa de producto. El mapa de producto

clasifica los impactos tanto de materias primas

como de aspectos ambientales en cada etapa

de desarrollo del producto. En esta fase se ha

desglosado el impacto de cada etapa del producto

a las mínimas unidades indivisibles del mismo.

Al mismo tiempo se ha establecido la clasificación

del impacto en tres niveles asignándose un código

de color para facilitar la localización de los impactos

significativos.

Identificación de “puntos calientes”

Sobre el mapa elaborado se resaltan aquellas etapas

más conflictivas desde el punto de vista ambiental

según los resultados de la fase anterior.

Esta etapa ha consistido en un estudio detallado

del mapa de producto elaborado con el fin de resaltar

las zonas aptas para una modificación del

proceso. Del mismo modo se han determinado zonas

donde no es necesario actuar ya que una modificación

de dichas zonas no supondría ninguna

mejora significativa.

Beneficios

ambientales limitados.

Poco interés

<

Evaluación ambiental del producto ecodiseñado

En esta fase se ha calculado de nuevo el impacto

del producto pero con la aplicación de las modificaciones

ambientales seleccionadas. Como en

la etapa de la evaluación ambiental del producto

inicial se ha realizado mediante la utilización

del software de cálculo de impactos SIMAPRO 7.2

y considerando la unidad de cálculo de impactos

Eco-indicador 99 (E) V2.4 / Europe EI 99 E/E.

proyectos de innovación y transferencia de tecnología

Beneficios ambientales

significativos.

Poco interés

Beneficios

ambientales limitados.

Gran interés

Elaboración de objetivos medioambientales

En función de los “puntos calientes” detectados

en la fase anterior, se elaboraran objetivos con

el fin de mejorar el comportamiento ambiental

del producto. Para la elaboración de objetivos

medioambientales se han utilizado las estrategias

de ecodiseño. Mediante el establecimiento de intersecciones

o puntos en común entre estas estrategias

y los puntos críticos encontrados en la evaluación

de impactos se han redactado objetivos

de mejora ambiental del producto.

Rediseño del producto

La modificación del producto se realiza en base

a los “Puntos calientes” y los objetivos propuestos.

Los objetivos ambientales se han valorado en

función de dos ejes viabilidad medioambiental e

interés de la propuesta. Esto ha creado 4 zonas

de actuación, la prioridad de la aplicación de dichos

objetivos se ha realizado según el siguiente

criterio:

<

Beneficios ambientales

significativos.

Gran interés

49


50

METAL-LEAN: Metodología Lean para la mejora de la

gestión organizativa en el sector metalmecánico.

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: Innoempresa

de Expediente: ICALPZ/2010/15

Inicio: Enero 2010 · Fin: Septiembre 2010

Presupuesto total del proyecto: 64.000 €

El objetivo del proyecto METAL-LEAN es difundir,

establecer e implantar nuevos sistemas avanzados

de producción en las empresas del sector

metal mecánico. De forma que dichas empresas

puedan adaptar sus sistemas productivos a las

necesidades actuales del mercado, mediante la

implantación de la filosofía Lean Manufacturing.

La idea del proyecto surgió tras el análisis de las

tendencias a nivel operativo en las medianas y

grandes empresas. Hasta la fecha la mayoría de

las empresas que han adoptado esta filosofía son

grandes empresas dedicadas principalmente a

la industria de la automoción Desde AIMME se ha

extrapolado la filosofía LEAN MANUFACTURING y

su aplicación a Pymes del Sector Metalmecánico,

como nuevo paradigma de fabricación, basado en

la minimización continua del gasto para maximizar

el flujo de trabajo, es decir mejorar la productividad

y disminuir los costes asociados.

El proyecto ha sido desarrollado mediante la ejecución

de las siguientes fases:

• Fase 1: Análisis de la filosofía Lean.

• Fase 2: Elaboración de una metodología LEAN

específica para las Pymes.

• Fase 3: Implantación en las empresas participantes.

• Fase 4: Difusión de resultados

La aplicación del proyecto en las 8 empresas participantes

ha permitido por un lado verificar la influencia

de las diferentes herramientas en las diversas

problemáticas de cada empresa, así como

modificar y realimentar la metodología Lean utilizada.

memoria de actividades 2010

Las actividades realizadas en las empresas han sido:

1. Diagnóstico. Análisis del estado actual de las empresas.

2. Determinación de problemas. Realización de visitas

y entrevistas con la empresa para la implantación

de las acciones de mejora.

3. Determinación de soluciones y priorización de

las actuaciones a emprender.

4. Implantación de acciones para la mejora de la

productiva:

• Preparación del grupo de trabajo en la empresa

• Realización de sesiones prácticas a modo de taller

en la empresa con los mandos intermedios

para concienciar sobre los cambios a introducir.

• Aplicación de las herramientas de mejora (que

conlleva la realización de talleres prácticos para

la implantación de las acciones, y reflexiones estratégicas

con las empresas)

La selección de la tipología de las empresas participantes

en el proyecto, se llevó a cabo partiendo

principalmente de dos enfoques diferentes. Un

enfoque de aplicación de herramientas en la parte

operativa de las empresas, es decir sobre el taller

de la empresa, en empresa con gran actividad en

el taller. Y por otro lado un enfoque más aplicado a

las oficinas, en empresas con planta industrial más

limitada y que principalmente realizan trabajo denominado

por “proyecto”.

La realización de este proyecto ha supuesto para

AIMME la posibilidad de conocer un nuevo enfoque

de la filosofía Lean y la aplicación práctica de las

herramientas en las que se basa la filosofía.


Durante las etapas previas del proyecto se detectó

gran cantidad de bibliografía existente, pero una

escasez de metodologías y procedimientos aplicados

para la implantación de la filosofía. Con el

proyecto se ha permitido documentar las herramientas,

conocer aplicaciones, formatos, gráficas

y paneles prácticos que han sido utilizados en las

implantaciones realizadas.

El desarrollo del proyecto ha permitido desarrollar

una metodología propia adaptada de la versión

LVB (elaborada por Greg Lane) e iniciar a las

empresas participantes en trabajar con un enfoque

Lean, para ello además de las actividades

realizadas en cada empresa, el equipo de trabajo

formó parte de los asistentes al workshop realizado

donde además de formación técnica especializada,

sirvió de sensibilización sobre la obligación

y necesidad de adaptarse para sobrevivir, y

no conformarse con lo normal o establecido en la

empresa por el paso de los tiempos.

El impacto y el logro esperado por parte de AIMME

es poder situarnos como entidad referente en

apoyo a las empresas para la adopción de la

filosofía Lean, con una línea renovada de servicios

de gestión de la producción que de forma habitual

se ofrece en AIMME.

El impacto sobre las empresas del sector, y en concreto

en las empresas participantes, radica directamente

en mejorar sus procesos operativos mediante

la adecuada gestión. De esta forma se podrá

iniciar el camino de ir cambiando la imagen del

pequeño taller a una empresa moderna que planifica,

gestiona y controla toda su producción, en

la que lo más importante no es producir (ejemplo

de almacenes a rebosar de stock), sino de producir

nivelando la demanda de los clientes mediante el

uso racional de los recursos internos.

proyectos de innovación y transferencia de tecnología

51


52

Proyectos de

Cooperación

Plataforma de cooperación tecnológica para la aplicación

de tecnologías innovadoras en el hábitat de la infancia

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: Fomento de la Innovación en Institutos Tecnológicos

de Expedientes: IMDITQ/2008/1 · IMDITR/2009/36 · IMDITR/2010/13

Inicio: Enero 2008 · Fin: Diciembre 2010

Presupuesto total del proyecto: 58.267,83 €

Participantes: AIDICO (coordinador), AIDIMA, AIDO, AIJU, AIMME, AIMPLAS,

AINIA, AITEX, INESCOP, ITC, ITE, ITENE, ITI

El objetivo fundamental de 2010 ha sido dar a conocer

y fomentar el trabajo colaborativo de los

Grupos de Trabajo y demás integrantes de la Plataforma

Tecnológica para la Innovación en el Hábitat

Infantil, formados por técnicos e investigadores

de los diferentes Centros Tecnológicos miembros.

Asimismo, ha sido una meta primordial de PLAiTEC

establecer una dinámica de cooperación entre los

técnicos de los Grupos de Trabajo, así como el

establecimiento de mecanismos para la difusión

del conocimiento desarrollado y el fomento de la

participación en proyectos colaborativos, para

así generar soluciones a las necesidades actuales

del mercado en los sectores relacionados con el

ámbito infantil, introduciendo un importante componente

de innovación en la industria valenciana

memoria de actividades 2010

y favoreciendo de este modo su competitividad y

posicionamiento frente a las amenazas exteriores.

Por tanto para con el desarrollo de PLAiTEC 2010 se

han conseguido los siguientes objetivos generales:

• Generación de conocimientos y dinamización

de la plataforma.

• Fomento del trabajo colaborativo de los 70 técnicos

que colaboran en los 6 Grupos de Trabajo

que conforman la plataforma.

• Reuniones de los grupos de trabajo.

• Generación de una cartera de proyectos de

I+D+i Preparación de propuestas en los diferentes

Grupos de Trabajo de la plataforma.

• Presentación de propuestas de proyectos a programas

de financiación nacional y regional.


• Mejora del portal web de la plataforma y mantenimiento

del mismo.

• Implantación del Sistema de Vigilancia Tecnológica.

• Diseño, elaboración y Publicación de un Boletín

de Vigilancia Tecnológica de PLAiTEC.

• Publicación de una revista de PLAiTEC.

• Apoyo a la financiación, esta tarea consiste, en

términos generales, en el apoyo a la dinamización

de proyectos financiados por fondos comunitarios

y no comunitarios.

COMPOSOLDA:

Optimización de procesos de unión

mediante Friction Stir Welding

para elementos de alta exigencia

sometidos a fatiga en el transporte

Entidad financiadora: IMPIVA

Programa: I+D

de Expediente: IMIDIC/2010/117

Inicio: Enero 2010 · Fin: Diciembre 2011

Presupuesto total del proyecto: 273.600 €

El presupuesto reseñado es el correspondiente a las

actividades realizadas por AIMME

Participantes: AIMME, LORTEK

La tendencia actual a buscar estructuras cada vez

más ligeras está aumentando la demanda de soldadura

de aluminio de manera considerable y en

este contexto el proceso de FSW resulta muy apropiado.

Así mismo, existe por parte de las empresas

un creciente interés por la búsqueda de procesos

de soldadura automatizados e inteligentes y el

proceso FSW lo es.

El proceso de soldadura por fricción mediante agitación

o batido (FSW), se trata de un proceso de

unión en estado sólido y sin aporte de material,

cuyos excelentes resultados de calidad y gran rango

de aplicación en diversos materiales, incluso en

algunos considerados hasta ahora insoldables, lo

convierten en una tecnología muy atractiva para

numerosos e importantes sectores industriales.

proyectos de cooperación

Este novedoso proceso ha sido capaz de eliminar

defectos en aleaciones de aluminio difícilmente

soldables por fusión (2xxx y 7xxx) tales como

agrietamiento o microporosidad y también se ha

aplicado con éxito en otras aleaciones de aluminio

endurecibles por precipitación (6xxx) y en otros

materiales como pueden ser aceros al carbono,

aleaciones de cobre, titanio, magnesio, etc.

El objetivo de AIMME, mediante la realización de

este proyecto, es el análisis de los elementos soldados

mediante Friction Stir Welding, con el propósito

de optimizar los parámetros básicos para

la realización de uniones de aleaciones estructurales

de aluminio. Mediante multitud de ensayos

se analizarán resultados finales del producto con

parámetros clave. La definición de los parámetros

conlleva un análisis que va a proporcionar valores

para intercambiar con el centro tecnológico colaborador,

LORTEK, con el fin de alcanzar un gran

nivel de conocimiento en cuanto a la técnica de

soldadura y al cambio que se produce comparado

con la unión de aleaciones con métodos tradicionales.

El proyecto es una manera excelente de

comprobar porqué dicha técnica empieza a ser

novedosa en el ámbito del transporte y al mismo

tiempo de ayudar a producir ese impulso definitivo

para su incorporación en la industria, lo que

conllevaría gran cantidad de ahorro en costes y

una notable disminución de productos contaminantes

y perdidas energéticas.

El plan de trabajo que se está desarrollando en el

proyecto se puede resumir en los siguientes aspectos

principales:

• Conocimiento de los fundamentos y variables de

proceso de la soldadura por FSW para aleaciones

de aluminio.

• Estudio de los fundamentos y detalles microestructurales

que controlan la resistencia a fatiga

y las propiedades mecánicas de uniones FSW.

• Establecer las mejoras aportadas por la tecnología

incipiente en comparación con las tecnologías

convencionales de sistemas de unión

y realizar un estudio de la viabilidad de transferencia

tecnológica al tejido empresarialindustrial.

53


54

ANÁLISIS:

Fatiga

Dureza

Fractografía

Metalografía

Análisis de la estructura EBSD

Identificación de la influencia

de los parámetros de control

En el gráfico se detalla el esquema de trabajo del proyecto

En una primera fase se procedió a la recopilación

de información sobre la experiencia existente en

la actualidad sobre el desarrollo y uso de la técnica

de FSW. Uno de los principales objetivos del

presente estudio fue el de determinar cuáles son

las variables fundamentales del proceso FSW, de

forma que su conocimiento permitiera diseñar un

conjunto de experimentos encaminados a analizar

los resultados del proceso de soldeo de aleaciones

de aluminio bajo diferentes condiciones.

Posteriormente se determinó en qué tipo de aleaciones

de aluminio con altas prestaciones mecánicas

se centrarían las pruebas a realizar en el presente

proyecto. Para ello se procedió a determinar

dentro de las aleaciones de aluminio existentes en

el mercado, cuales son las de mayor interés en el

sector transporte.

Se realizaron las diferentes pruebas de soldadura

empleando la técnica de FSW. De este modo,

y teniendo en cuenta los aspectos relativos a las

variables críticas del proceso en las aleaciones de

aluminio definidas en la actividad anterior. Dado el

amplio número de pruebas que requerirían un estudio

completo, se realizó un análisis previo para

memoria de actividades 2010

Control de velocidad de

avance y geometría del PIN

PROCESO

OPTIMIZACIÓN

A continuación se describen las actividades llevadas a cabo durante 2010.

Primera de las dos anualidades previstas para la realización del proyecto:

restringir las variables a las más importantes, centrándose

las pruebas en contemplar fundamentalmente

solo los parámetros críticos.

Posteriormente se analizaron los resultados de

las pruebas de soldeo realizadas en la etapa

anterior, en base a la determinación de las características

microestructurales de las uniones

FSW de aleaciones de aluminio. Se emplearon,

entre otras, algunas de las técnicas de caracterización

descritas a continuación para el estudio

de las transformaciones metalúrgicas de las

uniones soldadas mediante FSW: microscopia

óptica (MO), microscopia electrónica de barrido

(SEM) y espectroscopia por dispersión de energía

(SEM-EDS). También se determinaron diversas

propiedades mecánicas clave para garantizar

el adecuado comportamiento en servicio de las

uniones de aleaciones de aluminio. Se emplearon,

entre otras, algunas de las técnicas de caracterización

descritas a continuación:

• Ensayos de comportamiento mecánico-estático

del material y uniones soldadas: tracción y dureza.

• Ensayos de comportamiento dinámico del material

y de la unión: fatiga.


En 2011 el proyecto se centrará en investigaciones

orientadas a determinar la influencia de la geometría

de la herramienta y la velocidad de avance, en

aspectos estructurales a fatiga, para delimitar el

aporte térmico mínimo que se le pudiera dar a la

soldadura para desempeñar un trabajo en servicio

óptimo.

El impacto de los resultados previstos se manifiesta

fundamentalmente desde el punto de vista

tecnológico, en el aumento de la capacidad

productiva y de la calidad de los productos fabricados.

En primer lugar, esta técnica permite

proyectos de cooperación

FABIO:

Desarrollo y aplicación de nuevos biomateriales y de nuevas técnicas de

fabricación rápida para la obtención de una generación innovadora de

ortesis, sustitutos óseos y prótesis totales de cadera personalizados

Entidad financiadora: Ministerio de Industria, Turismo y Comercio

Programa: Proyectos Consorciados

de Expediente: FIT-173010-2007-1

Inicio: Enero 2007 · Fin: Abril 2010

Presupuesto total del proyecto: 1.790.132 €

Participantes: Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV) (Coordinador), Fundación

Inasmet, Instituto Tecnológico Metalmecánico (AIMME), Fundación Ascamm

MARCO DEL PROYECTO

La visión a corto plazo en la práctica clínica es la

progresiva incorporación en los tratamientos quirúrgicos

y rehabilitadores de productos sanitarios

adaptados y personalizados a los pacientes. Hoy

en día los pacientes demandan mayores niveles

de calidad, funcionalidad y seguridad en los tratamientos,

sin comprometer la biocompatibilidad

y la mejor forma de alcanzar con éxito estos

requerimientos es mediante la personalización

completa de los productos sanitarios. No obstante,

la fabricación de un producto sanitario a medida

con las técnicas tradicionales puede suponer

unos costes económicos y temporales imposibles

de asumir por las empresas, por ello las nuevas

tecnologías de fabricación aditiva constituyen la

fabricar uniones soldadas de mejores características,

lo cual incrementará la calidad de los

productos fabricados. Por otro lado, con esta

tecnología se pueden fabricar productos con

características adecuadas para los sectores de

alta tecnología, sector de automoción, transporte

avanzado y sector de subcontratistas de segundo

nivel para el sector aeronáutico, lo que

permitiría un avance cuantitativo de las empresas

del sector metalmecánico y la diversificación

en sectores de un mayor valor añadido que

los tradicionales donde la competencia exterior

es mucho mayor.

mejor alternativa para la obtención de esta clase

de productos.

La Fabricación Aditiva (en inglés Additive Manufacturing)

es el nombre dado a la producción directa

de piezas o productos finales mediante procesos

de adición de material capa a capa, a partir de

ficheros CAD 3D. Las principales ventajas de estas

tecnologías son, la libertad para diseñar y fabricar

en una etapa y sin utillaje (moldes, matrices,

etc.) pieza o producto final con diseños complejos

y en algunos casos solo fabricable mediante este

tipo de procesos (estructuras tridimensionales).

Para la fabricación de pequeñas series de producto

de geometría compleja, como es el caso de los

55


56

productos personalizados, constituyen además la

alternativa más económica frente a otras técnicas

de fabricación como los moldes de inyección o el

mecanizado por control numérico.

Aunque las tecnologías de fabricación aditiva se

han aplicado con éxito en otros sectores industriales

para la fabricación de productos personalizados

totalmente funcionales, las propiedades de

biocompatibilidad que deben poseer los materiales

con los que se fabrican los productos sanitarios,

especialmente aquellos implantables, limitan

la aplicación de las tecnologías de fabricación rápida

actuales en el ámbito sanitario.

A día de hoy existen pocos biomateriales compatibles

con las tecnologías de fabricación rápida que

permitan desarrollar productos sanitarios personalizados

al paciente de forma que se satisfagan

los requerimientos exigidos de calidad, funcionalidad,

seguridad y biocompatibilidad.

Además, en aquellos casos en los que el material

se puede procesar, los costes de certificación del

producto, necesaria para su puesta en el mercado,

memoria de actividades 2010

Fase 8: Gestión del proyecto

obligan siempre a pensar en grandes series para

compensarlos.

Ante esta situación, en el proyecto FABIO se marcó

como objetivo demostrar la capacidad nacional

para desarrollar y aplicar nuevos biomateriales y

técnicas de fabricación rápida para la obtención

de una generación innovadora de productos sanitarios

personalizados. Para ello se emprendieron

tres grandes líneas de investigación diferenciadas

e interrelacionadas: (i) identificación y generación

de biomateriales metálicos y poliméricos que

pudieran ser procesados mediante tecnologías

aditivas, (ii) adaptación de las tecnologías de fabricación

rápida actuales para procesar los biomateriales

generados y (iii) desarrollo de la metodología

de diseño de una nueva generación de

productos sanitarios personalizados.

ACTIVIDADES DEL PROYECTO

El plan de trabajo del proyecto FABIO se estructuró

en las siguientes fases, con las relaciones de interdependencia

que se muestran a continuación:

Fase 1: Definición general de las características

de la cadena de suministro de

productos sanitarios personalizados

Fase 2: Desarrollo de nuevos

biomateriales para la

fabricación rápida de productos

sanitarios personalizados

Fase 4: Desarrollo del proceso de

diseño de una nueva generación de

productos sanitarios personalizados

Fase 6: Validación de la cadena

de suministro propuesta

Fase 7: Difusión y explotación

de los resultados del proyecto

Fase 3: Desarrollo de

nuevas tecnologías de

fabricación rápida para la

obtención de productos

sanitarios personalizados

Fase 5: Desarrollo de

mecanismos de integración

de las etapas de la

cadena de suministro de

productos sanitarios personalizados


Como demostradores del proyecto se seleccionaron

cuatro productos sanitarios personalizados

que permitieran alcanzar los objetivos planteados.

Dichos demostradores consistieron en un encaje

Demostradores desarrollados en el proyecto FABIO. De izquierda a derecha ortesis tobillopie,

vástago para prótesis de cadera, encaje transtibial y sustituto óseo mandibular

A continuación se describen los procesos de desarrollo

del encaje transtibial (producto sanitario

externo de material polimérico), de la ortesis dinámica

de tobillo pie (producto sanitario externo de

materia polimérico) y del vástago de cadera (producto

sanitario implantable de material metálico).

El encaje transtibial es la parte fundamental de la

prótesis para amputado de miembro inferior a nivel

transtibial que suministra la superficie de contacto

y transfiere el peso corporal desde el muñón

a la prótesis. El proceso de desarrollo del encaje

personalizado para amputado transtibial comenzó

con la adquisición de datos del paciente mediante

un escáner óptico manual tridimensional. A

partir de la geometría digitalizada del muñón del

paciente y mediante software de diseño asistido

por ordenador, se definió el diseño del encaje procurando

un óptimo ajuste y transmisión de cargas

entre encaje y muñón. Posteriormente se procedió

a la evaluación analítica del diseño mediante

modelos de elementos finitos. El encaje transtibial

se fabricó directamente a partir del archivo de diseño

CAD en resina polimérica, mediante la tec-

proyectos de cooperación

para amputado transtibial, ortesis de tobillo- pie

para corrección de rigidez articular, sustituto óseo

para defecto mandibular de tamaño crítico y vástago

femoral para prótesis de cadera.

nología de estereolitografía (SLA) ubicada en las

instalaciones de AIMME. El producto fabricado fue

sometido a ensayos mecánicos estáticos y de carga

cíclica según la norma UNE-EN ISO 10328:2007,

superando con éxito las solicitaciones exigidas por

normativa. También fue evaluado por un facultativo

y por el propio paciente para asegurar el correcto

ajuste y función durante la marcha.

El vástago femoral es el elemento de la prótesis

de cadera que reemplaza la cabeza del fémur.

Para el desarrollo del vástago personalizado para

prótesis de cadera se partió de un escáner TAC

(Tomografía Axial Computerizada) de la pierna

del paciente y se procedió, mediante software específico

de tratamiento de imagen, a la segmentación

de las estructuras óseas de interés del fémur.

Una vez segmentadas, se importaron en software

de diseño asistido por ordenador y se procedió

al diseño del vástago. Se hizo coincidir, en la medida

de lo posible, la geometría del vástago con

la del canal femoral del paciente y se diseñó por

ordenador una región de poros interconectados

que permitiera el crecimiento óseo hacia el inte-

57


58

Validación biomecánica funcional

rior del vástago para proporcionar mayor agarre

y estabilidad. Al igual que para el encaje transtibial,

se realizó una validación analítica del diseño

mediante modelos de elementos finitos antes

de fabricar el producto. El vástago femoral se fabricó

directamente a partir del archivo de diseño

CAD en aleación de titanio implantable mediante

la tecnología EBM (Electron Beam Melting) actualmente

en las instalaciones de AIMME. Se realizaron

ensayos mecánicos sobre el vástago según la norma

ISO 7206-4:2002 con resultados satisfactorios,

permitiendo asegurar un correcto funcionamiento

mecánico del producto una vez implantado.

En el DAFO (Ortesis Dinámica Tobillo-Pie) la función

principal es controlar la alineación y los movimientos

de la articulación del tobillo y del pie. Para ello,

es necesario, por un lado, un diseño totalmente

adaptado al tobillo del paciente, dimensionado de

modo que sea capaz de definir la posición más

memoria de actividades 2010

PRODUCTO

PERSONALIZADO

Pieza final

Patología del

paciente Post-proceso de limpieza y curado

Adquisición

de datos

Obtención geometría

personalizada

Diseño

personalizado

Validación

analítica

Pieza recién extraída de la máquina

Fabricación aditiva -SLA-

Desarrollo del encaje transtibial personalizado. Adquisición de datos mediante escáner 3D, geometría digitalizada del muñón,

modelo CAD del diseño del encaje, validación del diseño mediante modelos de elementos finitos y validación mecánica del producto

adecuada para la articulación y a su vez soportar

los esfuerzos a los que va a estar sometido. Y por

otro, una actuación dinámica de la ortesis, que la

capacite para operar sobre la articulación, modificando

su grado de apertura o cierre para corregir

la desviación, reduciendo la rigidez de la misma.

La ortesis ha sido concebida en dos partes principales;

una totalmente personalizada formada por

dos valvas plantar y tibial, y otra formada por un

accionamiento que mediante un mecanismo tipo

biela-manivela-deslizadera regula la posición de

la valva plantar respecto de la valva tibial. La deslizadera

consiste en un muelle fabricado en Nitinol,

aleación con memoria de forma, alojado en una

cavidad realizada en la valva tibial. Al aumentar

la temperatura del muelle, debido al material del

que está fabricado, éste experimentará un cambio

de forma consistente en un alargamiento gracias

al cual se obtendrá el movimiento lineal.


Adquisición de datos y obtención

geometría personalizada

Diseño personalizado

Para el desarrollo de las valvas personalizadas

se partió de un escáner TAC (Tomografía Axial

Computerizada) de la pierna del paciente. A

partir de la geometría digitalizada del tobillo del

paciente y mediante software de diseño asistido

por ordenador, se definió el diseño de la ortesis

procurando un óptimo ajuste y transmisión de

cargas entre las valvas plantares, el muelle con

memoria de forma y el tobillo y una adecuada

transpiración. Posteriormente se procedió a la

evaluación analítica del diseño mediante modelos

de elementos finitos. Procediéndose a la fabricación

directa a partir del archivo de diseño

CAD en resina polimérica, mediante la tecnología

de estereolitografía (SLA) en las instalaciones

de AIMME.

Validación mecánica Post-proceso. Eliminación de material

sinterizado, soportes y mecanizado

Diseño estructura porosa osteointegradora mediante software

proyectos de cooperación

Fabricación aditiva -SLA-

Validación analítica

Diseño definitivo

Desarrollo del vástago de cadera personalizado. TAC de la pierna del paciente, volumen reconstruido y seccionado del fémur, modelo

CAD del diseño del vástago, validación del diseño mediante modelos de elementos finitos y validación mecánica del producto

RESULTADOS DEL PROYECTO

A la finalización del proyecto FABIO se ha conseguido

obtener una nueva generación de productos

sanitarios personalizados que pueden ser fabricados

con unos costes temporales y económicos

asumibles por las empresas. Dichos productos

permitirán una mejora asistencial, menores molestias,

una reducción en los plazos de rehabilitación,

menor probabilidad de necesidad de una segunda

cirugía y un incremento en la calidad de vida de

los pacientes.

Los demostradores desarrollados en el marco del

proyecto cumplen con los requisitos de calidad,

seguridad, funcionalidad y biocompatibilidad exigibles

a los productos sanitarios personalizados

para su puesta en el mercado. Se ha conseguido

además ampliar la oferta de biomateriales, tecnologías

de fabricación y productos sanitarios perso-

59


60

Adquisición de datos

Validación funcional ortesis a medida

y muelle memoria de forma

Fabricación aditiva -SLA-

Desarrollo de las valvas personalizadas para la ortesis tobillo-pie. TAC de la pierna del paciente, modelo CAD del diseño, validación

del diseño mediante modelos de elementos finitos, fabricación mediante fab. aditiva en AIMME y validación funcional del producto.

Diseño personalizado

Desarrollo de las valvas personalizadas para la ortesis tobillo-pie. TAC de la pierna del paciente, modelo CAD del diseño, validación

del diseño mediante modelos de elementos finitos, fabricación mediante fab. aditiva en AIMME y validación funcional del producto

nalizados altamente competitivos por su alto valor

añadido, que se ponen a disposición de las empresas

del sector a través de un servicio integrado

de cadena de suministro apoyado mediante una

plataforma colaborativa. Los servicios generados

en el proyecto FABIO podrán en un futuro ser utilizados

también por otros sectores industriales que

requieran la personalización de productos.

memoria de actividades 2010

Post-proceso de limpieza y curado

Validación analítica

Pieza recién extraída de la máquina


BIOMETAL:

Entidad financiadora: Ministerio de Industria, Turismo y Comercio

Programa: I+D

de Expediente: IMIDIC/2010/41

Inicio: Enero 2010 · Fin: Abril 2012

Presupuesto total del proyecto: 821.160 €

El presupuesto reseñado es el correspondiente a las actividades realizadas por AIMME

Participantes: Instituto Tecnológico Metalmecánico (AIMME) (coordinador),

Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV)

proyectos de cooperación

Estudio de aleaciones metálicas para el sector sanitario procesadas

mediante fabricación aditiva

El proyecto BIOMETAL tiene como principal objetivo

el procesado mediante tecnologías de fabricación

aditiva de nuevas aleaciones metálicas con

aplicación en el sector biomédico. La consecución

de dicho objetivo permitirá ampliar las posibilidades

de diseño y fabricación de implantes, proporcionando

nuevos materiales con nuevas funcionalidades

con los que será posible la fabricación de

productos de alto valor añadido, proporcionando

nuevas soluciones a los inconvenientes o aspectos

no cubiertos por los implantes actuales. El proyecto

BIOMETAL tiene una duración de 3 años, donde

los centros tecnológicos AIMME (Instituto Tecnológico

Metal Mecánico) e IBV (Instituto Biomecánica

de Valencia) trabajan en colaboración.

TRABAJOS REALIZADOS EN EL PROYECTO

Implantes de cadera y de rodilla fabricados por EBM. Fotos

cedidas por ARCAM AB.

Las tecnologías de Fabricación Aditiva permiten la

obtención de piezas mediante la deposición continua

de capas de material metálico o polimérico.

Estas tecnologías pueden fabricar geometrías

complejas utilizando únicamente el fichero CAD

3D de la pieza, sin necesidad de ningún tipo de utillaje.

Este fichero 3D es exportado a formato STL y

dividido en finas capas de espesor muy fino entre

20 a 200 µm; este espesor de capa depende de la

tecnología utilizada. El proceso de fabricación en

la máquina se compone de dos etapas:

1. Reparto de una fina capa de material (polvo metálico)

entre 20 y 200 µm.

2. El laser ó haz de electrones procesa el material

en polvo de cada capa, siguiendo el patrón de la sección

de la pieza para cada capa.

Estos dos pasos se repiten hasta que la pieza se

ha terminado, es decir, sobre una capa de material

ya procesado se reparte polvo de nuevo que

se vuelve a procesar. En el proyecto BIOMETAL se

están estudiando diferentes aleaciones metálicas

con aplicación en biomedicina para 2 de las tecnologías

de fabricación aditiva más utilizadas en

la industria y en centros de investigación, Selective

Laser Melting (SLM) y Electron Beam Melting

(EBM).

Fusión Selectiva por Laser de polvo

metálico (SLM)

A continuación se presentan las aleaciones procesables

por tecnología SLM (Fusión Selectiva por

Laser) de aplicación en biomedicina que se estudiarán

en el proyecto.

61


62

De izquierda a derecha: polvo metálico, esquema del proceso SLM y haz laser fusionando el polvo.

• Acero Inox. 316L (DIN 1.4404).

• Acero Inox. 316 LVM (ASTM F138).

• Aleación CrCo para aplicaciones dentales

(ISO 9693/ ISO 22674).

Fusión de polvo metálico por haz de electrones (EBM)

A continuación se presentan las aleaciones procesables

por tecnología EBM (Fusión por haz de

electrones) de aplicación en biomedicina que se

estudiarán en el proyecto:

• Ti6AL4V (ASTM F1472.

• Ti6AL4V ELI (ASTM F136).

• Titanio Grado 2 (ASTM F67).

• Aleación CrCo (ASTM F75).

De las aleaciones citadas para las dos mencionadas

tecnologías de fabricación aditiva, durante el año

2010 se han estudiado las siguientes aleaciones:

• Acero Inox. 316 LVM (ASTM F138).

• Aleación CrCo para aplicaciones dentales

(ISO 9693/ ISO 22674).

• Ti6AL4V ELI (ASTM F136).

• Aleación CrCo (ASTM F75).

Estas aleaciones se han caracterizado completamente

según la norma del material (estándares ASTM ó

ISO), tanto de materia prima (polvo) como procesada

mediante probetas y ensayos normalizados.

Al mismo tiempo se ha realizado un estudio de capacidades

de cada tecnología con cada material,

que permitirá conocer los límites de fabricabilidad,

esta información resulta de utilidad para el

diseñador durante la etapa de desarrollo de pro-

memoria de actividades 2010

De izquierda a derecha: esquema del proceso EBM, cámara de

trabajo de la máquina y haz de electrones fusionando el polvo.

Imágenes tomadas al microscopio electrónico de barrido (SEM)

del polvo metálico. Izquierda: imagen SEM a X100 aumentos.

Derecha: imagen SEM a X2500.

Izquierda: probetas de tracción de Ti6Al4V ELI fabricadas

mediante EBM. Derecha: ensayo de tracción de las probetas.


ducto de los implantes. Por ejemplo algunas de las

características a estudiar son:

• Tamaño mínimo de los detalles del implante.

• Tamaño mínimo de las estructuras espaciales,

de utilidad para favorecer la osteointegración

de la prótesis con los tejidos óseos.

• Sobre-espesor para obtener acabado pulido espejo.

Una vez se han estudiado las propiedades de los

materiales y las capacidades de las tecnologías se

han diseñado prótesis a modo de demostradores

para fabricar con tecnologías aditivas.

Durante las siguientes anualidades de BIOME-

TAL 2011 y 2012 AIMME e IBV pretenden estudiar

nuevas aleaciones metálicas y desarrollar los

Izquierda: Imagen CAD 3D para el demostrador en CrCo. Derecha:

caja cervical porosa fabricada mediante EBM en Ti6Al4V ELI.

Tensión (MPa)

1.000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

Deformación (%)

proyectos de cooperación

parámetros para procesarlas con tecnologías

de fabricación aditiva. El objetivo es conseguir

materiales que ofrezcan ciertas ventajas

con respecto a las ya existentes, como pueda

ser un menor rechazo por parte de la población,

módulo elástico apropiado para la aplicación,

mejores propiedades tribológicas, etc.

Estas nuevas aleaciones de altas prestaciones

son de especial interés para el sector salud y

junto con las capacidades de las tecnologías de

fabricación aditiva (implantes personalizados a

la anatomía del paciente, regiones de las prótesis

con estructuras porosas osteo-conductoras,

etc.) pretenden mejorar las prótesis que se utilizan

actualmente en el sector sanitario y ofrecer

a los fabricantes nuevos procesos alternativos

para la fabricación de implantes.

0

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012

Horizontal 1

Horizontal 2

Horizontal 3

Gráficas con los resultados del ensayo de tracción de las probetas fabricadas por EBM de Ti6Al4V ELI.

63


64

IBE-RM: Rapid Manufacturing

Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación

Programa: Proyectos Singulares y Estratégicos

de Expedientes: PSE-020000-2009-001

Inicio: Julio 2009 · Fin: Marzo 2011

Presupuesto total del proyecto: 3.309.695,27 €

Participantes: Fundación ASCAMM (Coordinador), Universidad de Girona, AIJU, EUVE Fundazioa,

Lortek, AIMME, IDIBELL, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, ASERM, Institut Químic

de Sarriá Fundació Privada, Universidad Politécnica de Madrid, Industrial Juguetera S.A., Hoffman

Innovation Ibérica S.A., SEAT Sport S.A., Ormet S.L., Valver Air Speed S.L., Chocolate Fondue

S.L., Avinent Implant System S.L., Shiny Works S.L., Mondragon Goi Eskola Politeknikoa. Jose M.

Arizmendiarreta S. Coop., Colortec Química S.L., Plásticos Hidrosolubles S.L., Abgam S.A., Plastiasite

S.A., Icinetic Tic S.L., Alegre Design S.L.

Matricería: Postizo con

canales de refrigeración

y calentamiento

Juguete: Prototipos

funcionales

Imágenes de algunos de los casos de estudio desarrollados mediante tecnologías RM durante el proyecto.

memoria de actividades 2010

Neumología: Stent personalizado a la tráquea del paciente

Bienes de equipo: Boquilla aerográfica mezcladora de pintura

Odontología: Férula

verificación estética


El proyecto IBE-RM tiene como objetivo consolidar

el uso de las tecnologías de Rapid Manufacturing

(RM) en España. Este proyecto está siendo

desarrollado por un gran consorcio español de

I+D liderado por la Fundación Privada Ascamm y

formado por 26 socios más, entre los cuales centros

tecnológicos, universidades y empresas. Para

conseguir este objetivo se está actuando a través

de 4 frentes, desarrollando: nuevas aplicaciones,

nuevas tecnologías, nuevos materiales y nuevas

herramientas TIC. Para realizar estos desarrollos

el consorcio está organizado en 5 subproyectos

interrelacionados. El subproyecto 1, SP1 Desarrollo

de nuevas aplicaciones y modelos de negocio se

encuentra liderado por AIMME, Instituto Tecnológico

Metal-Mecánico situado en Valencia.

El objetivo principal de este subproyecto 1 (SP1

Aplicaciones) es potenciar industrialmente el uso

de las tecnologías de RM en el mercado español,

de tal forma que se desarrollen nuevos productos

y generar nuevos modelos de negocio a través de

la introducción en el mercado de estos nuevos desarrollos.

Las tecnologías de Rapid Manufacturing (fabricación

rápida) permiten la obtención de prototipos o

piezas finales altamente personalizadas y de geometría

compleja a partir de la deposición continua

de capas de material metálico o polimérico.

En Europa, las tecnologías de RM están siendo utilizadas

de forma rentable por las industrias, donde

han aparecido nuevos modelos de negocio

que no están basados en la producción en masa

sino en la producción media o pequeña de bienes

de alto valor añadido con atributos en muchas

ocasiones solo alcanzables mediante las tecnologías

de fabricación RM como: personalización

de producto, nuevas funcionalidades, geometrías

complejas, fabricación flexible sin inversión en

utillaje, etc.

Para la ejecución del SP1 Aplicaciones han sido

seleccionados y desarrollados nuevos productos

que estuviera justificada su fabricación mediante

tecnologías de RM. Se preseleccionaron 8 casos

de estudio de 8 sectores industriales (odontolo-

proyectos de cooperación

gía, alimentación, automoción, neumología, juguete,

matricería, bienes de equipo, P. industrial

agrícola) distintos donde las empresas que participan

tuvieran la posibilidad de obtener en el

proyecto nuevos productos que hicieran un uso

comprometido con las ventajas del Rapid Manufacturing

ayudándoles a ser más competitivas en

un mercado tan complejo como el actual.

Los requerimientos industriales detectados en los

casos de estudio también han servido de punto

de partida para los desarrollos del resto de

subproyectos (SP2 Nuevas tecnologías, SP3 Nuevos

materiales y SP4 Nuevas herramientas TIC).

La contribución del SP1 al proyecto ha consistido

en desarrollar junto con las empresas participantes

nuevas aplicaciones o productos de alto

valor añadido (productos personalizados, geometrías

con refrigeraciones a medida, fabricación

de geometrías complejas sin necesidad de

utillaje, etc.) utilizando las tecnologías de RM y

exprimiendo todas las ventajas que pueden proporcionar.

Estas acciones han servido para que

las empresas conozcan una nueva alternativa de

fabricación para una nueva tipología de productos

no basada en la producción en masa. Además,

los resultados de los 8 casos de estudio seleccionados

pueden servir de ejemplo e impulso para

otras empresas nacionales para que comiencen

a explotar las ventajas de las tecnologías de Fabricación

Rápida.

El verdadero potencial de estas tecnologías está

todavía por explotar en la industria a nivel nacional

donde las oportunidades de innovar creando

nuevos productos de alto valor añadido y nuevos

modelos de negocio son enormes, como se está

demostrando en Europa, donde están apareciendo

nuevas aplicaciones utilizando las tecnologías

de RM como proceso exclusivo de fabricación, se

están desarrollando y apareciendo nuevas tecnologías

cada año, nuevos materiales con nuevas

prestaciones y nuevas herramientas TIC especificas

para las tecnologías RM. Es labor de este

tipo de proyectos fomentar estas posibilidades a

través del I+D, especialmente en el marco económico

actual.

65


66

EL SEGMENTO ESPECÍFICO DE LA AUTOMOCIÓN

Las tecnologías de fabricación rápida pueden

ser aplicadas con éxito en el sector de la automoción,

desde varios frentes. Por ejemplo son la

solución ideal para acortar los tiempos de diseño

y desarrollo. Estas tecnologías de RM pueden

fabricar, en pocas horas y directamente a partir

de un fichero CAD 3D, prototipos visuales y funcionales

de componentes de plástico del automóvil,

donde geometrías, clipajes y ensamblajes

pueden ser comprobados, sin la necesidad de

inversión en la fabricación de moldes o matrices.

En este caso algunas de las tecnologías más

utilizadas son Estereolitografía y Sinterizado Selectivo

Laser.

Prototipos de paragolpes de automoción fabricados por RM

De izquierda a derecha: Postizo de inyección con canales con forma, corredera de inyección con

refrigeración en espiral, proceso de fabricación de un molde “Fusión Selectiva por Laser”

memoria de actividades 2010

Otro ejemplo de utilización con éxito de estas

tecnologías RM, es su uso para la fabricación de

moldes de inyección de plástico y aleaciones metálicas

no férreas. El valor añadido reside en que

estas tecnologías RM pueden fabricar moldes de

acero que incluyen canales de refrigeración con

forma. Estos canales pueden ser diseñados mediante

herramientas CAD para que se adapten a

la geometría de la pieza de plástico que se va a

inyectar en el molde, pueden situarse más cerca

del material inyectado, por tanto la extracción de

calor es más eficiente. Como el salto térmico es

menor, el material inyectado solidifica en un menor

tiempo (reducción del tiempo de ciclo) y las

contracciones son más uniformes. Por lo tanto se

obtienen piezas de mayor calidad y un aumento

en la productividad del molde.

Instantáneas con simulación térmica del

proceso de solidificación de una válvula

EGR de aluminio, se aprecia una mejora de

la refrigeración al utilizar canales adaptados


proyectos de cooperación

NANOCAV:

Desarrollo de un innovador sistema de catálisis para automoción basado

en nanopartículas avanzadas

Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación

Programa: Proyectos Consorciados

de Expediente: PID-560410-2009-3

Inicio: Abril 2009 · Fin: Diciembre 2011

Presupuesto total del proyecto: 920.747,86 €

Participantes: Fundación L´Urederra (coordinador), Instituto de Cerámica y Vidrio (ICV)

perteneciente al CSIC, Instituto Tecnológico Metalmecánico (AIMME), Centro Tecnológico

de Automoción de Galicia (CTAG)

El objetivo general del proyecto NANOCAV es

el desarrollo de un nuevo concepto de catalizador

para automoción más eficiente, que permita

conseguir una disminución de las emisiones volátiles

de los gases de escape de vehículos mediante

el rediseño y la optimización de los dispositivos

utilizados en la actualidad en los sistemas

de escapes de los vehículos. La mejora de este

sistema de reducción de emisiones está basada

en la utilización de nanopartículas avanzadas y

materiales alternativos que mejoren la actividad

catalítica.

El éxito del proyecto se cifra en obtener un innovador

sistema catalizador basado en nanopartículas

avanzadas que permita mejorar la eficiencia

de los actuales sistemas consiguiendo una mejora

significativa en la reducción de emisiones. Estas

reducciones se pueden describir de una forma

cuantitativa como:

• Disminución en un 60% de los monóxidos de

carbono emitidos.

• Disminución de un 60% de los hidrocarburos.

• Disminución en un 80% de las partículas emitidas.

• Disminución en un 90% de los óxidos nitrosos.

Las principales novedades tecnológicas en cuanto

al desarrollo de nuevos catalizadores que consigan

una mayor eficiencia y que serán desarrollados

en este proyecto son:

• Producción de lotes de las nanopartículas sofisticadas,

productos de un elevado valor añadido,

con unas propiedades mejoradas respecto a las

partículas usadas en la actualidad en términos

económicos y de mejora de las propiedades catalíticas

gracias a su carácter nanométrico y sus

posibilidades de composición.

• Dispersión de las nanopartículas desarrolladas en

las suspensiones catalíticas washcoat que serán

utilizadas como recubrimientos de los soportes

monolíticos de una forma homogénea y estable.

• Utilización de espumas cerámicas para la fabricación

de monolitos que ofrecen nuevas ventajas

respecto al intercambio de masa y calor

gracias a sus estructuras irregulares.

• Utilizar tecnologías aditivas para la fabricación

de monolitos ya que permiten una fabricación

directa de estructuras espaciales de porosidad

controlada y graduada, por tanto las variantes

que se pueden fabricar son numerosas.

• Utilización de nanocompuestos poliméricos de

alta resistencia térmica para la reducción de

peso y adición de nanopartículas con capacidades

catalizadoras que permitan continuar con la

catálisis incluso pasado el núcleo cerámico.

• Estudio en condiciones de laboratorio completo

y detallado, de la influencia de la utilización

de nanocatalizadores de nueva formulación en

motores de combustión y la aplicación de simulación

numérica fluidodinámica/química al diseño

y optimización de sistemas de reducción de

emisiones, así como la integración en el proceso

de desarrollo de estos sistemas desde la investigación

básica a nivel de laboratorio.

67


68

Imágenes cedidas por L’Urederra durante la síntesis de nanopartículas

Dentro del proyecto se van a investigar catalizadores

con monolitos de material cerámico (ICV)

y con material metálico (AIMME) obtenidos por

fabricación aditiva. Estos monolitos se impregnarán

con nanopartículas avanzadas (L’Urederra) y

el catalizador será evaluado en banco de ensayos

de motores (CTAG).

Desde el punto de vista de las nanopartículas

L’Urederra está consiguiendo sintetizar con éxito

nanopartículas avanzadas simples (TiO , CeO ,

2 2

ZrO ) y compuestas (CeO /ZrO ), con las caracte-

2 2 2

rísticas adecuadas en cuanto a reducido tamaño,

alta pureza, baja aglomeración, etc.

Por parte de ICV se están investigando procesos

de dispersión e impregnación sobre los monolitos

cerámicos y metálicos.

memoria de actividades 2010

AIMME, por su parte, está diseñando nuevos monolitos

metálicos con estructuras y geometrías que

aumenten la superficie del catalizador en contacto

con los gases de escape, cuanto mayor sea este

parámetro mejor será el rendimiento del catalizador.

Esto se ha de conseguir a su vez sin producir

grandes pérdidas de presión en el interior del

catalizador por lo tanto se debe llegar a un compromiso

para maximizar el área de la superficie

sin comprometer estas pérdidas de presión de los

gases de escape.

Estos diseños serán fabricados mediante la tecnología

SLM (Selective Laser Melting) Fusión Selectiva

por Laser de polvo metálico.

En última instancia, el Centro Tecnológico de Automoción

de Galicia, CTAG, está poniendo a punto

el banco de ensayos de motores para ensayar el

catalizador resultante de aplicar todos los avances

anteriores.

Imágenes de diferentes geometrías y estructuras, éstas son algunas de las propuestas preliminares de diseño realizadas por AIMME


proyectos de cooperación

Imágenes cedidas por ICV durante el análisis de las superficies. Izquierda: material cerámico. Centro y derecha: material metálico

Imágenes de prototipos metálicos de diferentes estructuras que servirán de soporte para las nanopartículas que mejorarán la actividad

catalítica. Prototipos fabricados por AIMME mediante tecnología SLM

Imágenes de monolito cerámico Detalle de monolito metálico e imagen del conjunto catalizador (carcasa,

con el filtro antipartículas y catalizador)

Motor instrumentado en el

banco de ensayos. En este

motor se van a ensayar los

nuevos catalizadores (cerámicos

y metálicos) impregnados

con nanopartículas avanzadas

69


70

FADPOL+:

Desarrollo de una tecnología de fabricación aditiva de

polímeros técnicos de alto valor añadido

Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación

Programa: Profit Centros

de Expedientes: PID-560300-2009-3

Inicio: Mayo 2009 · Fin: Diciembre 2010

Presupuesto total del proyecto: 348.689 €

Participantes: AIMME (Coordinador), Fundación L´Urederra

MARCO DEL PROYECTO

AIMME ha coordinado el proyecto FADPOL+ en colaboración

con el Centro tecnológico L´UREDERRA

en Navarra. En el marco de este proyecto se planteó

abrir una nueva perspectiva que utilizara y

aprovechara ventajas de la fabricación aditiva

intrínsecas a su modo de fabricar, junto a una nueva

generación de polímeros de altas propiedades

que abrieran un mundo de nuevas posibilidades

de fabricación de productos de alto valor añadido,

que sería impensable producir mediante tecnologías

convencionales.

Por ello hay que enfatizar que el objetivo del presente

proyecto no radica en la concepción y desarrollo

de una nueva tecnología aditiva para fabricar

de una manera más ventajosa productos que

actualmente se obtienen mediante procesos de

fabricación convencional, sino que se pretende obtener

una tecnología que fabrique productos que

exploren los límites de fabricación por adición de

material desde dos perspectivas; desde la combinación

de tres materiales diferentes en la misma

pieza (dos polímeros diferentes y soporte) cuyas

características impliquen un alto valor añadido y

además obtener una nueva generación de materiales

poliméricos que por sus propiedades presenten

un comportamiento o rendimiento elevado frente

a materiales convencionales. Este hecho hará

posible disponer de una tecnología que fabrique

productos para nuevas aplicaciones impensables

mediante tecnologías de fabricación convencional.

memoria de actividades 2010

ACTIVIDADES DEL PROYECTO

Este proyecto ha sido llevado a cabo entre los

años 2009 y 2010. Durante su primera anualidad

se llevó a cabo un estudio del Estado del Arte tanto

de las tecnologías de impresión 3D como de

los polímeros de alto valor añadido actualmente

disponibles en el mercado que por su concepto

aportaran algún conocimiento interesante para

su implementación en la etapa de desarrollo de la

tecnología y los materiales.

A partir de la información recopilada se ha acometido

durante la segunda anualidad del proyecto

por un lado el desarrollo completo de la nueva

tecnología partiendo del conocimiento adquirido

en la primera anualidad del proyecto y la experiencia

aportada por los técnicos del departamento

de Ingeniería de Producto de AIMME tanto a nivel

de desarrollo de producto como en tecnologías

aditivas. Y por otro, el desarrollo de una nueva generación

de materiales poliméricos de alto valor

añadido procesables mediante la nueva tecnología

de impresión 3D desarrollada en el marco del

proyecto.

RESULTADOS

Como resultados del presente proyecto son destacables,

por un lado, la disposición de una nueva

máquina prototipo capaz de procesar tres materiales

poliméricos de forma simultánea en la misma

capa. Dentro del desarrollo realizado destacan:


Diseño del carenado, sistemas de alimentación, mesa x-y, etc. Estructura de la montmorillonita

Desarrollo mecánico: Hardware

El hardware desarrollado es una estructura simple

pero que permitirá la disposición de los tres cabezales

y su desplazamiento en el plano x-y. Junto a

la estructura o carenado también se han desarrollado

los cabezales, las boquillas de extrusión para

ser capaces de procesar una amplia gama de materiales

poliméricos (materiales de alto valor añadido

desarrollados en el marco del proyecto), los

sistemas de alimentación, etc.

Desarrollo electrónico: Software

Este software aun cuando está en fase Beta, ya es

capaz de interpretar el archivo STL para generar

las capas de los tres materiales, realizar el patrón

del pintado de cada capa y generar las órdenes de

control numérico –trayectorias- para cada capa y

cabezal.

Por otro lado, el desarrollo de termoplástico de

alto valor añadido. Material con propiedades conductoras,

tanto de datos como eléctricas y material

biodegradable.

Material conductor polimérico de alto valor añadido.

Se ha realizado un estudio de la estructura

y posterior tratamiento para la funcionalización

orgánica de montmorillonita con objeto de conseguir

nanorellenos optimizados para su aplicación

directa en polímeros conductores. Esta carga permite

disponer de material con propiedades conductoras

tanto eléctricas como de datos y a su vez

es posible ser procesado en formato hilo, lo que

lo hace susceptible de ser procesado mediante la

tecnología de nueva generación.

Material polimérico de alto valor añadido biodegradable.

Se acometió el diseño y el desarrollo de

polímeros biocompatibles basados en la estructura

PAAs, añadiendo motivos moleculares adecuados

para ajustar las propiedades tanto hacia la

biodegradabilidad (introduciendo grupos química

o bioquímicamente hidrolizables, fragmentos moleculares

diana reconocibles por enzimas de degradación,

etc.) como hacia la biocompatibilidad

(teniendo presente los procesos de reconocimiento

molecular, el tipo de productos de degradación,

que han de ser inocuos, etc.).

También se ha estudiado el uso de aditivos y formación

de composites, con objeto de optimizar

las propiedades del material, tanto desde el punto

de vista de la procesabilidad (obtención del material

en formato hilo) como de las propiedades

deseadas en la aplicación final (propiedades de

biodegradabilidad y/o biocompatibilidad). Esta

etapa ha sido más compleja de lo esperado, por

lo que no se espera obtener resultados de su procesado

mediante la nueva tecnología en el marco

del presente proyecto, aunque se prevé continuar

con esta investigación en los años venideros.

APLICACIONES

La tecnología desarrollada en el presente proyecto

va a abrir un nuevo mundo de posibilidades de

fabricación de productos de alto valor añadido,

que sería impensable mediante tecnologías convencionales.

Cabe pensar que el resultado del proyecto sea

patentable y, por tanto, dicha patente permita

que empresas de la Comunidad Valenciana puedan

llevar a cabo una explotación de los resultados;

por lo que cabe pensar en una diversificación

para aquellas empresas de la Comunidad que actualmente

tienen la capacidad de fabricar y comercializar

maquinaria.

71


72

Proyectos

Internacionales

Iniciativa para la creación de un Clúster de Investigación

y Desarrollo orientado a la consecución de

futuros retos en la Industria del plástico valenciana

Entidad financiadora: Unión Europea

Programa: FP7 – Regions

de Expediente: 229935

Inicio: Enero 2009 · Fin: Diciembre 2010

Presupuesto total del proyecto: 270.660,95 €

Participantes: IMPIVA (coordinador), Universidad de Alicante, Universidad Politécnica de

Valencia, AIJU, AIMME, AIMPLAS, Caja de Ahorros del Mediterráneo, Asociación Valenciana

de Empresarios de Plásticos, Avenida Plastics & Composites, Cervic S.A., SABIC.

La industria de transformados plásticos está obligada

a enfrentar muchos desafíos en el futuro,

aunque el uso de plásticos se espera que continúe

y con mayores oportunidades. Las posibilidades

son numerosas. Para abordar todas estas oportunidades

las PyMEs tienen que estar preparadas

para invertir en innovación y diversificar su oferta.

Los Clúster ayudan a las PyMEs a ser innovadoras

mediante su unión con centros técnicos como monitores

del desarrollo tecnológico.

La industria de transformados plásticos en Valencia

suministra a un gran número de industrias

tradicionales como la del juguete, el calzado y la

industria textil que se encuentran en la misma posición.

Frente a la competencia feroz estas industrias

están obligadas a invertir en el desarrollo de

memoria de actividades 2010

nuevos e innovadores productos y procesos para

competir a nivel internacional. Por esta razón, la

creación de un Clúster I+D beneficiaría en gran

medida a estas industrias.

Además, como la industria de transformación del

plástico requiere de poco capital inicial, es mano

de obra y no está atada a una localización en particular

(a diferencia de la industria de producción

de plástico), esto la convierte en una excelente industria

para el desarrollo y la estabilización de las

economías así como la creación de puestos de trabajo

locales. Por esta razón, el gobierno regional

de Valencia ha anunciado dar su pleno apoyo y

coordinar la creación de un grupo de investigación

para la industria de transformación del plástico.

Además, la concentración geográfica de empresas


así como la presencia de organizaciones de investigación

altamente cualificadas proporcionan una

base sólida para la creación de un clúster de I+D

que se centrará en los retos futuros de la industria

valenciana de transformados plásticos.

Los objetivos principales del proyecto son:

• Elaborar un mapa ruta de I+D para los próximos

cuatro años.

• Identificar proyectos de I+D concretos, teniendo

en cuenta aspectos medioambientales relacionados

con la reducción de las emisiones de CO . 2

El proyecto REMake es una acción subvencionada dentro

del programa europeo de competitividad e innovación

(CIP) dedicado a la promoción de nuevas herramientas

y servicios destinados a apoyar la eco-innovación en las

empresas. Mediante la ejecución del proyecto se pretende

probar con las PYMEs una herramienta de auto-evaluación

para la aplicación de tecnologías innovadoras

de eficiencia de reciclado y recursos (RRE), así como la

formación y módulos de consultoría en RRE orientados

al eco-diseño, evaluación del ciclo de vida, y gestión de

la eco-innovación. Buscando ventajas competitivas para

la rápida adopción de normas de eco-innovación y marcas

en el campo de la eficiencia de reciclado y recursos,

las cuales serán avaladas por una base de datos como

sistema de información. Un contexto para PyMEs innovadoras

en RRE que las identificará como muestra de

este mercado líder. Remake está dirigido a PYMEs con

proyectos internacionales

• Crear el marco operativo para el clúster.

• Garantizar su sostenibilidad financiera.

El resultado de la ejecución de la presente actuación

es la generación de proyectos estratégicos

de cooperación científica y tecnológica que ayuden

a las PYMEs a desarrollar nuevos productos

y procesos e impulsar su competitividad, lo que

dará lugar a un aumento del desarrollo económico

de la región para participar plenamente en un

sector industrial con gran potencial de crecimiento

en Europa, teniendo en cuenta las posibles aplicaciones

futuras de sus productos.

Innovación en reciclaje y eficiencia

de los recursos en las PYMEs

manufactureras Europeas

Entidad financiadora: Unión Europea

Programa: ENT-CIP-EIP · Nº de Expediente: 245639

Inicio: Septiembre 2009 · Fin: Agosto 2012

Presupuesto total del proyecto: 5.524.932 €

Participantes: Zentralverband Oberflächentechnik e.V. (coordinador), VDI/VDE Innovation and Technik GmbH,

OSEO Innovation, Gobierno de Navarra Departamento de Innovación, Empresa y Empleo, Camera di Commercio,

Industria, Artigianato e Agricoltura de Milano, Waste and Resources Action Programme Ltd., AIMME, CETIM, C-

TECH Innovation Ltd., Gépipari Tudományos. Egyessületet, Active Innovation Management Sarl, i.con. innovation

GmbH, Technofi S.A., Zabala Innovation Consulting S.A., PROMECA, Conselleria de Industria Comercio e Innovación.

ambiciones de crecer mediante la aplicación de procesos

ecológicos en la fabricación de sus productos

centrándose, en particular, en innovaciones relativas a

la eficiencia de reciclado y recursos en la mayoría de

sub-sectores relevantes de la industria manufacturera,

tales como fabricación de producto metálico, productos

plásticos, acabado de superficies, ingeniería mecánica,

equipamiento eléctrico y electrónico. El proyecto pretende

dar respuesta a una serie de obstáculos relacionados

con la innovación, destacando los relacionados con:

• El acceso al conocimiento innovador técnico y no técnico.

• La mejora de la capacidad de innovación técnica y no

técnica.

• Una mayor cooperación dentro de la cadena de suministro

a través de la promoción de servicios de innovación.

• Promoción del uso de normas de innovación.

73


74

Knowledge Based Process planning and Desing for Additive

Layer Manufacturing

Entidad financiadora: Unión Europea

Programa: FP7 – SME · Nº de Expediente: 243631 KARMA

Inicio: Julio 2010 · Fin: Junio 2013

Presupuesto total del proyecto: 2.027.633 €

Participantes: FEMEVAL (coordinador), ASERM, Association Française de Prototypage

Rapide, Interesansa – zavod (Rapid Prototyping and Innovative Manufacturing Network),

Castmol Teknolayer, S.L., Regionalni Tehnoloski Centre Zasavje D.O.O., Pet-Eko d.o.o.

za reciklažu i usluge, VELYEN Elevación y Engrase, S.L., CITIM Gmbh, AIMME, University

of Exeter - School of Engineering, Computing and Mathematics, Econolyst Limited, Mid

Sweden UniversityAddress

La fabricación masiva de productos se desplaza hacia

los países de menor coste de mano de obra y recursos

naturales más baratos. La industria europea

debe buscar una oportunidad en productos personalizados

y de alta tecnología, tratando de sacar

provecho de su supremacía sobre los países emergentes

(China, India, etc.) con respecto al desarrollo

de nuevas tecnologías. La industria aeroespacial, de

automoción, de implantes médicos, de equipamiento

industrial de alta gama, de productos de consumo,

la protección y la seguridad son los sectores

objetivo, que incluyen más de 1.200.000 empresas

europeas con la necesidad real de producto personalizado.

Las tecnologías de Fabricación Aditiva permiten

la obtención de piezas mediante la deposición continua

de capas de material metálico o polimérico.

Estas tecnologías pueden fabricar geometrías complejas

utilizando únicamente el fichero CAD 3D de

la pieza, sin necesidad de ningún tipo de utillaje. En

la actualidad, la fabricación aditiva es la primera y

mejor opción para la fabricación de series cortas

de productos personalizados. Las ventajas de estas

tecnologías son mucho más numerosas que sus limitaciones.

Sin embargo, en la preparación de una

pieza para producirla mediante fabricación aditiva,

un técnico con experiencia debe invertir varias

horas para estudiar todos los criterios y orientar la

pieza de forma manual a fin de obtener el mejor

memoria de actividades 2010

resultado para todos los parámetros. Por lo tanto, es

conveniente establecer una planificación automática

para tal producción, independientemente de las

operaciones del técnico.

El proyecto KARMA ha sido concebido para responder

a estos desafíos con un Sistema de Ingeniería

Basado en el Conocimiento (KBE) que llevará

a cabo un análisis automático y la optimización de

la búsqueda de la orientación de la pieza para la

fabricación, para su mejor repercusión en los parámetros

de proceso (calidad de la superficie, tiempo

de fabricación, estructura de soporte, etc.), siendo

así un Sistema Experto de Planificación para Fabricación

Aditiva.

A través de la herramienta de planificación (KBE)

obtenida en el desarrollo de este proyecto, el usuario

final será capaz de elegir el material y la tecnología

adecuada para su procesado. Si tiene una

determinada tecnología de fabricación aditiva, sólo

elegirá el material. De todos modos, será asistido

por la base de datos. Cuando la elección esté hecha,

el usuario final elegirá un escenario de fabricación

(conjunto de parámetros de la máquina) para

la combinación de material y equipo que seleccionó.

Las propiedades del material procesado -orientación

de la pieza a construir y orientación de la

capa- estarán disponibles en la base de datos como

resultado del conjunto máquina/material/escenario

de fabricación elegido. Si los resultados de la tri-


ple combinación son nulos, el asistente le sugerirá

el método de ensayos termomecánicos adecuado

para obtener resultados para las propiedades de la

pieza. Se entiende que la base de datos crecerá junto

con la experiencia de sus usuarios.

Además, el sistema KBE contiene consideraciones

sobre el diseño (límites geométricos y rangos) para

cada tecnología. Estos valores se utilizan como un input

en la herramienta (algoritmos). El sistema KBE

utiliza estos valores en el algoritmo de estimación de

la rugosidad de la superficie para encontrar la orientación

de la pieza que minimiza la rugosidad superficial.

Lo mismo hace con la estimación del volumen

de soporte y la estimación del tiempo de fabricación.

Por lo tanto, el resultado de la aplicación de estos

algoritmos es una serie de “n” orientaciones de fabricación,

siendo cada una la más favorable desde

el punto de vista de los diferentes aspectos de fabricación.

Los algoritmos se utilizarán tanto en modelos

empíricos (que acumulan conocimientos técnicos

y conocimiento sobre fabricación aditiva) como en

modelos teóricos para obtener los mejores “n” parámetros

desde diferentes puntos de vista.

Cuando la herramienta KBE ha terminado, la pieza

se envía a una herramienta de análisis de elementos

finitos, junto con las “n” orientaciones de fabricación,

las propiedades de la pieza en dirección

de fabricación y en dirección paralela a capas y las

cargas térmicas y mecánicas especificadas por el

proyectos internacionales

usuario final. Finalmente, sólo “m” orientaciones que

han pasado la prueba de resistencia son válidas y

se ofrecen al usuario final. Usando el algoritmo de

estimación de costes, se estiman los costes de fabricación

para las “m” direcciones de fabricación.

Por último, el usuario final analiza las “m” soluciones

y elige la que mejor se adapte a sus necesidades.

A continuación se enumeran las principales repercusiones

en los usuarios de tecnologías de fabricación

aditiva.

• La disponibilidad de la base de datos KBE les ayudará

en la elección de la tecnología, los materiales

y el escenario de fabricación más apropiados

para el producto que se está poniendo en marcha.

• Completa caracterización mecánica y térmica de

las piezas producidas mediante fabricación aditiva.

No habrá incertidumbre con respecto a lo que

una pieza producida mediante dicha tecnología

puede o no puede soportar.

• Eficiencia en el diseño – la herramienta KBE hará

un proceso de planificación eficiente y automático

que analizará los factores críticos (acabado de

la superficie, tiempo de fabricación, costes, material

de desecho, etc.) antes de la producción de

las piezas.

• Dar un impulso a la certificación de tecnologías

de fabricación aditiva para sectores clave (biomédico,

aeroespacial, etc.).

75


AIMME proporciona soporte a la

mejora de los procesos clave en

el funcionamiento de las PYMES

–diseño, fabricación, organización

de la producción, gestión, etc–

a través de su oferta de servicios

tecnológicos avanzados.

Servicios tecnológicos

avanzados

memoria de actividades 2010


Los más de 750 tipos de

servicios proporcionados se

benefician del conocimiento

tecnológico de nuestras Unidades

Estratégicas de Negocio para

cubrir las necesidades de las

empresas en materias como:

• Desarrollo de producto y proceso

• Fabricación rápida

• Seguridad de producto e

instalaciones industriales.

Marcado CE

• Sistemas avanzados de gestión

• Ingeniería y Gestión

medioambiental

• Producción limpia

• Energía

• Materiales y tratamiento

de superficies

• Tecnologías de la información

y las comunicaciones

página

77


78

Desarrollo de

Producto

Proceso

El desarrollo de nuevos productos y la mejora de los procesos de producción de las empresas

son elementos clave en la competitividad del sector metalmecánico.

AIMME apoya a los departamentos técnicos de las

empresas mediante esta categoría de servicios

tecnológicos, que representa un enfoque global al-

Estudios de viabilidad de productos e

instalaciones industriales

Se realizan estudios de novedad y patentes, contactos

con proveedores y evaluaciones técnico

económicas de la idea inicial.

Pieza única o sistemas complejos, morfologías artísticas

o maquinaria. En la base de estos proyectos

se encuentra en una utilización intensiva de

soluciones CAD optimizadas para todo este rango

de aplicaciones, así como la integración de diseño

estético, mecánico y electrónico en la oferta de

AIMME.

Los proyectos de desarrollo pueden incorporar una

fase de apoyo en la fabricación en la que AIMME

realiza la gestión y búsqueda de componentes y

contratistas vinculados.

rededor del desarrollo del producto. Desde la fase

conceptual del diseño hasta el detalle para su fabricación

o implantación, AIMME aborda:

Proyectos de diseño y desarrollo de piezas y

productos

memoria de actividades 2010

Imagen cortesía de HidrauModel, S.L.

y


Dimensionamiento de componentes

El análisis del comportamiento de piezas y componentes

garantiza un óptimo funcionamiento de

los mismos en las condiciones para las que han

sido diseñados. Las posibilidades incluyen análisis

Simulación y optimización de los procesos de

fabricación

Las herramientas de simulación disponibles ayudan

a verificar la correcta fabricación de piezas y

a validar el diseño del utillaje analizando la aparición

de defectos en las piezas fabricadas por in-

Imágenes cortesía de CD-ADAPCO

Cortesía de la empresa Delta Valencia S.L.

desarrollo de producto y proceso

resistente, cinemático, dinámico, térmico, fluidodinámico,

de montaje, etc. Estos análisis permiten

asimismo el estudio de soluciones a los problemas

derivados de errores de diseño.

yección a presión de metales y por procesos de

deformación plástica –estampación, embutición,

forja, etc.

79


Fabricación

Rápida

80

Ver, tocar, comprobar, definir y demostrar las características de un nuevo producto, son

cuestiones que se plantean en su desarrollo. ¿Será cómodo su manejo?, ¿será fácil de

montar y desmontar?, ¿encajarán bien todas sus piezas?, ¿será estéticamente adecuado?,

¿Tendrá el producto buena aceptación en el mercado?

Las tecnologías de Fabricación Rápida proporcionan

respuesta a estas preguntas como herramientas de

ayuda para reducir el ciclo de desarrollo de los productos.

A través de estas técnicas, podemos obtener

prototipos estéticos y funcionales, moldes prototipo

para reducir el tiempo y coste de fabricación de utillaje

e incluso piezas rápidas en material final.

Las tecnologías con las que AIMME cuenta actualmente

para conseguir este objetivo se pueden dividir

en dos grupos diferenciados:

• Tecnologías de Fabricación Aditiva: Estereolito-

grafía (SLA), fotopolimerización por proyección

por máscara (DLP), modelado por deposición

fundida (FDM), sinterizado selectivo láser (SLS),

Laser Cusing (LC), Electron Beam Melting (EBM).

• Tecnologías conformativas: colada en vacío

(VC), inyección de nylon (NVC), microfusión.

Equipos auxiliares:

Estereolitografía. SLA (Stereolithography)

memoria de actividades 2010

• Inyectora MCP 100KSA para termoplástico

La estereolitografía solidifica capa a capa mediante

un láser, resinas sensibles a la luz ultravioleta en

estado líquido.

Actualmente existen gran número de resinas para

esta tecnología que hacen posible conseguir casi

cualquier requerimiento que se desee. Por ello, la

elección de utilizar una u otra resina se determinará

en función de las necesidades de cada producto

en cuestión. Es una tecnología recomendable

para fabricar modelos gracias a su precisión

dimensional y acabado superficial.

Imagen cortesía de AIMME, IBV, ASCAMM e INASMET.


Fotopolimerización por proyección por máscara.

DLP (Digital Light Processing)

Es una técnica especialmente recomendada para

el sector de joyería ya que es capaz de obtener

modelos de resina fundibles que se pueden incorporar

en el proceso de producción tradicional de

fabricación de una joya. Al igual que sucede en la

técnica de estereolitografía se trata de solidificar

por acción de la luz una resina en estado líquido,

pero en vez de utilizar un láser, la fotopolimerización

se realiza por el sistema de proyección por

máscara DLP (Digital Light Processing).

La resina en estado líquido se expone a una imagen

proyectada por el proyector DLP, desde el

fondo de la maquina, que empieza el proceso de

cura. Una vez terminado, la placa de cristal sube

arriba, una nueva capa de resina liquida fluye, la

placa baja otra vez hasta poner en contacto la

capa sólida en construcción con la resina liquida,

y el proceso sigue adelante.

Modelado por deposición fundida.

FDM (Fused Deposition Modelling)

Con el proceso de modelado por deposición fundida

(FDM) se construyen objetos tridimensionales

de forma directa a partir de los datos 3D CAD. Un

cabezal de temperatura controlada extruye material

termoplástico por capas. El proceso es similar

al modo en que las pistolas de cola caliente extruyen

las gotas fundidas de cola.

FDM emplea termoplásticos como ABS y policarbonato.

Sus propiedades son comparables

a las del material de producción seleccionado.

Un prototipo de ABS tiene hasta un 80% de la

fuerza de ABS moldeado por inyección, lo que

significa que es muy apropiado para aplicaciones

funcionales.

Imagen cortesía de Yedharomodel

fabricación rápida

81


82

Sinterizado Selectivo Láser. SLS (Selective Laser Sintering)

Colada en vacío. VC (Vacuum casting)

Imagen Cortesía de AIMME

La colada en vacío es una técnica de producción

de copias que se utiliza habitualmente para la elaboración

de prototipos funcionales de plástico en

pequeñas series (10 a 20). En este método se emplean

moldes de silicona creados de la siguiente

manera: En primer lugar, se vierte silicona sobre

un modelo normalmente creado por SLA. Tras su

endurecimiento se obtiene un molde flexible.

El sinterizado selectivo láser consiste en la fabricación

capa a capa de una pieza a partir de un

fichero electrónico mediante la fusión por láser de

material termoplástico en polvo.

Esta técnica permite obtener prototipos o productos

funcionales de poliamida o nylon 12 con

propiedades equiparables a las obtenidas en

producción.

Para la realización de las copias se utilizan poliuretanos

bicompuestos. Una amplia gama de poliuretanos

de distintas propiedades físicas permite

la producción de prototipos para ensayos funcionales

en distintas condiciones de carga mecánica,

carga térmica y pruebas en ambientes químicamente

agresivos.

Inyección de nylon. NVC (Nylon Vacuum casting)

memoria de actividades 2010

El módulo de inyección de nylon puede ser integrado

en las máquinas de colada en vacío. El módulo

ha sido diseñado específicamente para combinar

los materiales de poliamida en los que se basa el

proceso reactivo (RIM) y generar nylon ”colable”

para producir piezas de plástico.

Necesita una silicona especial que resiste altas

temperaturas y condiciones especiales de trabajo.

Las piezas obtenidas son equiparables en propiedades

a las obtenidas en producción.


Laser Cusing. LC. Fusión de polvo metálico por láser

Imagen cortesía de Nicolás Correas S.A. Imagen cortesía de LAFITT S.A.

Esta tecnología permite obtener piezas o insertos

en acero a partir de un fichero CAD 3D. Una plataforma

elevadora dosifica una fina capa de polvo

metálico sobre la superficie de construcción. El

láser funde el polvo capa a capa hasta conseguir

una densidad del 100%. Un tipo de sistema de ex-

Imagen cortesía de ORMET S.L.

fabricación rápida

posición bajo patente, permite producir piezas sin

apenas deformación. Y un post-tratamiento especial,

llamado micro-blasting, aplicado directamente

nada más terminar el proceso de construcción

permite alcanzar un acabado de alta calidad y

dureza.

83


84

Electron Beam Melting (EBM). Fusión de polvo metálico

por chorro de electrones

La tecnología Electron Beam Melting (EBM) permite

procesar metales no férreos (Titanio, Cromo

Cobalto) para la construcción de piezas por aporte

de material a partir de un fichero CAD 3D.

EBM utiliza el chorro de electrones emitido desde

un filamento de tungsteno para fundir el material

en polvo. El principio de deposición del material

es común con las tecnologías láser. Las principales

diferencias con respecto a las tecnologías de

láser son la temperatura de polvo y el ambiente

de vacío, lo que permite obtener piezas con alta

pureza, mejores propiedades mecánicas y mejor

micro estructura.

AIMME es el único poseedor de esta tecnología

en España.

memoria de actividades 2010

Imagen cortesía de AIMME, IBV, ASCAMM e INASMET

Imagen cortesía de WITHIN-Lab

Imágenes cortesía de ARCAMM


Microfusión o proceso de la cera perdida

Llamado así por que consiste en colar metal en

la cavidad de un molde cerámico obtenida por la

fusión de un modelo fundible.

Este proceso permite obtener prototipos o productos

funcionales de aluminio, Zamak o latón.

Inyectora MCP 100KSA para termoplástico

Las máquinas semiautomáticas del MCP son inyectoras

capaces de realizar producciones largas

o cortas y son particularmente convenientes para

el moldeado de insertos. Permiten la fabricación

sencilla tanto de pieza final en termoplástico como

de insertos con costes bajos, lo que subraya la flexibilidad

de esta máquina versátil.

Servicios:

• Máquina de producción para prototipos y series

de producción medias y cortas desde 10 a 1000

piezas e incluso más.

• Máquina de producción para insertos de moldes.

• Máquina inyectora para modelos en cera utilizados

en procesos de microfusión.

• Máquina de laboratorio para análisis de plásticos

y moldes.

fabricación rápida

85


86

Seguridad de producto

e instalaciones industriales.

Marcado CE

AIMME ayuda a las empresas a asegurarse que tanto los productos que ponen en el mercado

como sus procesos de producción sean seguros, verificando su cumplimiento con la legislación

que les sea de aplicación, bien sea como producto ya existente o a través de la integración

de aspectos de seguridad durante la fase de diseño (prevención intrínseca).

Así, de acuerdo con lo establecido en las Directivas

Comunitarias de Nuevo Enfoque, AIMME presta asesoramiento

para que las empresas acrediten la conformidad

de sus productos y/o equipos industriales,

con los requisitos esenciales de seguridad y de salud

que les sean de aplicación (Marcado CE). Se apoya a

las empresas en temas como la generación de expe-

memoria de actividades 2010

diente técnico, verificación de requisitos de seguridad,

búsqueda o realización de ensayos, etc. Asimismo

se realizan estudios de mejora de la seguridad de

procesos industriales y de mejora de las condiciones

de las maquinas y equipos de trabajo conforme al RD

1215/1997.

En aquellos productos que NO disponen de reglamentación

o normas de producto, se realiza el estudio y la

definición de parámetros críticos que pueden afectar

a la seguridad y a la salud de bienes y personas. La

definición de los parámetros críticos se completa con

la realización de ensayos y cálculos; así como el apoyo

para la generación de la documentación técnica.

En colaboración con mutuas de prevención se han

elaborado una serie de estudios de mejora de las

condiciones de trabajo.


Sistemas avanzados

de gestión

La mejora de la producción en las empresas y la optimización de su productividad están íntimamente

relacionadas con la bondad de sus procesos de gestión. Desde los ya clásicos sistemas

de calidad basados en ISO9000 a los actuales sistemas de gestión de la I+D+i UNE16600x,

las empresas han ido intensificando dicha relación aumentando el nivel de excelencia en sus

productos y procesos.

En este marco, AIMME aporta como valor añadido

a la prestación de servicios relacionados con

los sistemas de gestión, la aplicación de conocimientos

técnicos específicos sobre las actividades

productivas de las empresas del sector.

Aspectos como la el análisis y definición de procesos,

el establecimiento de objetivos de calidad,

la implantación de indicadores, la puesta

en marcha de sistemas de control y medición

de parámetros de producción y la reducción de

costes operativos son cubiertos por una gama

de actividades que AIMME ofrece a sus empresas.

Dentro de la gama o línea de servicios que

se ofrecen se distinguen aquellos enfocados a la

mejora de la gestión del diseño y desarrollo de

un producto y aquellos enfocados a la mejora

de la productividad y reducción de costes en la

empresa.

87


88

Gestión de la innovación en el desarrollo

de productos:

• Diagnósticos de innovación

• Desarrollo e Implantación de Sistemas de Gestión

I+D+i

• Gestión de proyectos. Análisis externo/interno

para la innovación y el desarrollo

• Vigilancia tecnológica, prospectiva y búsqueda

de patentes

• Sistema de Gestión de Ideas: Implantación de

técnicas de creatividad

• Sistema de Gestión del Diseño

• Implementación de técnicas o herramientas de

ayudas al diseño, entre las que cabe destacar:

• Análisis de valor

• AMFE de producto o proceso

Gestión de la producción, técnicas y métodos:

• Diagnóstico de la organización de la producción

• Organización del sistema de planificación y

control de la producción

• Optimización de la distribución en planta

• Gestión de Stocks

• Mejora de los métodos de trabajo

• Análisis de tiempos

• Evaluación, análisis del entorno y puestos de trabajo

para mejoras de la productividad

• Implantación metodología 5S

• Implantación de un sistema de gestión del mantenimiento

asistido por ordenador.

memoria de actividades 2010

Con las líneas de actuación que se ofrecen, se

pretende:

• Potenciar la imagen del diseño como factor de

innovación y competitividad para las empresas

de la Comunidad Valenciana a través de la creación

de Productos con una Calidad de Diseño

adecuada.

• Fomentar la cultura de la innovación mediante el

compromiso claro de la Dirección con respecto a

la mejora continua de los productos y procesos.

• Aplicación de una metodología de diseño. De

esta manera, las oficinas técnicas de las empresas

tendrían a parte de su propio criterio las

recomendaciones basadas en el criterio de un

colectivo de expertos.

• Fomentar el uso de las principales tecnologías

de diseño y desarrollo de producto que serán

objeto de transferencia a las empresas participantes.

• Mejorar los aspectos funcionales de los productos

y conseguir una mejora de la seguridad y del

mantenimiento de los mismos.

• Reducción de los costes de producción y fabricación

en las PYMEs.


Las empresas industriales, al igual que los seres vivos, interaccionan con el medio consumiendo

materias primas y energía y emitiendo corrientes residuales en forma de vertidos,

residuos y emisiones.

Ingeniería y gestión

medioambiental

En muchos casos, la contaminación industrial,

aparte de los problemas ambientales, también supone

pérdidas en procesos productivos y requiere

inversiones en equipos para el tratamiento de la

contaminación. Por otra parte, la creciente normativa

en materia ambiental requiere que las empresas

deban estar al día en cuanto a permisos y autorizaciones,

deban cumplimentar periódicamente

innumerables declaraciones ambientales y deban

realizar controles diversos sobre sus corrientes residuales

con el fin de cumplir la legislación.

La incorporación del factor ambiental en la industria,

no sólo reduce los impactos negativos

ambientales haciendo a las instalaciones industriales

más respetuosas con el medio ambiente

y facilita el cumplimiento de la legislación, sino

que además aporta un valor añadido al reducir

corrientes residuales y optimizar el consumo de

recursos, mejorando finalmente los procesos productivos.

En este marco, AIMME aporta la prestación de

servicios ambientales mediante la aplicación de

conocimientos específicos sobre las actividades

productivas del sector. Aspectos como el control

ambiental, la introducción de sistemas de

gestión basados en normas ambientales, aplicación

de indicadores medio

ambientales en el control

de las instalaciones,

evaluación de riesgos

ambientales, son cubiertos

por la gama

de actividades que

AIMME ofrece a sus

empresas.

89


90

Proyectos/Estudios

• Proyectos de licencias de actividad, modificación

o traslado

• Proyectos de autorización de vertido.

• Tramitación de la autorización ambiental integrada.

• Informes de puesta en marcha de depuradoras

• Descontaminación de aguas.

• Descontaminación de gases.

• Estudios edafológicos-agronómicos, hídricos e

hidrogeológicos.

• Identificación y manipulación de residuos.

• Impacto ambiental.

Control ambiental

• Planes de autocontrol de vertidos.

• Planes de autocontrol de residuos peligrosos

desclasificados.

• Planes de autocontrol de emisiones: Gases de

combustión y VOC’s.

• Caracterización de residuos peligrosos.

• Control de contaminación acústica emitida por

máquinas o complejos industriales.

• Mapas acústicos de actuaciones industriales o

urbanísticas previstas.

• Consejero de Seguridad.

• Sistemas de gestión de alarmas de depuradoras.

Implantación de sistemas de gestión

• Sistema de gestión del ecodiseño según norma

UNE 150301:2003

• Sistema de gestión energética según norma

216301:2007

• Sistema de gestión de la I+D según norma

166002:2002

memoria de actividades 2010

• Sistema de gestión medioambiental según norma

UNE-EN ISO 14001:2004

• Sistema de gestión medioambiental según reglamento

EMAS

• Sistemas integrados de gestión

• Cursos a medida y Máster en implantación de

sistemas integrados

Ecodiseño

• Ecodiseño de productos y procesos

• Análisis de ciclo de vida de un producto. Completo

o simplificado

• Evaluación de impactos de productos. Estudio

comparativo de productos pertenecientes a

una misma categoría.

• Etiquetado ecológico. Asesoramiento técnico

para obtención de etiquetas ecológicas.

• Ecoindicadores. Definición y aplicación a procesos

Otros servicios

• Identificación y evaluación de riesgos ambientales

• Auditorías legislativas

• Auditorías medioambientales

• Mantenimiento de sistemas de gestión certificados

• Diagnósticos medioambientales

• Gestión de ayudas: Subvenciones, proyectos

I+D, convalidaciones etc.

• Cumplimentación de declaraciones ambientales

(Residuos, EPRTR, envases, etc)

• Plan empresarial de prevención de envases y

residuos de envases

• Planes de gestión de disolventes

• Planes de acción de sostenibilidad ambiental

• Consejero de seguridad


limpia

Producción

La Producción Limpia es una estrategia de gestión empresarial preventiva aplicada a productos,

procesos y organización del trabajo, cuyo objetivo es minimizar emisiones tóxicas y

residuos, reduciendo así los riesgos para la salud humana y ambiental, y elevando simultáneamente

la competitividad.

Ello resulta de cinco acciones, consistentes en la minimización

y consumo eficiente de recursos, agua y

energía, minimización del uso de tóxicos; minimización

del volumen y toxicidad de todas las emisiones

que genere el proceso productivo, el reciclaje de la

máxima proporción de residuos en la empresa y reducción

del impacto ambiental de los productos en

su ciclo de vida (desde la planta hasta su disposición

para el consumo final). Bajo este punto de vista, AIM-

ME aporta como valor añadido a la prestación de servicios

relacionados con los sistemas de tratamiento a

final de línea la aplicación de tecnologías limpias sobre

los procesos de fabricación de las empresas del

sector. En el conjunto de servicios que AIMME ofrece

en el contexto de “Producción Limpia” se contempla

desde la sensibilización y transmisión de buenas

prácticas en toda la cadena de producción hasta el

desarrollo y aplicación de tecnologías emergentes

que supongan el uso eficiente de los recursos y una

minimización de las emisiones tóxicas y en la generación

de residuos.

Sostenibilidad en el uso del agua

• Racionalización en el uso del agua en proceso

• Estudio para la implantación de tecnologías de reciclaje

de aguas residuales en proceso y a fin de línea

• Pilotajes con tecnologías limpias: Membranas, procesos

electroquímicos, evaporación etc.

Valorización-Minimización de Residuos

• Estudio de viabilidad técnico-económico para la

valorización de residuos

• Estudio de minimización en la producción de residuos

mediante la aplicación de MTDs.

Tecnologías limpias

• Diseño de procesos de fabricación aplicando tecnologías

limpias

• Aplicación de tecnologías limpias y MTD’s

• Sensibilización y formación para técnicos y operarios

Investigación y desarrollo

• Sistemas de medición por telemetría

• Simuladores de optimización de consumos de

agua

• Nuevas tecnologías de depuración

• Valorización energética de residuos

• Valorización de residuos de depuradoras como

abono agrícola

• Recuperación de metales pesados de residuos

• Desarrollo de tecnologías menos contaminantes

91


92

Por ello uno de los principales afanes del Instituto

se centra en ayudar a las empresas de la industria

valenciana a optimizar el consumo de energía

y a ser medioambientalmente responsables a

través de la implantación de medidas y sistemas

de eficiencia energética.

Dentro de la gama o línea de servicios que se

ofrecen se distinguen aquellos enfocados a la optimización

del consumo energético, al estudio de

la viabilidad técnico-económica de las energías

renovables y la mejora de la gestión energética.

Eficiencia energética

• Análisis de la calidad eléctrica (armónicos, perturbaciones,

sobretensiones, etc.) y control de la

energía reactiva en la red mediante el analizador

de redes eléctricas.

• Cuantificación de los consumos por proceso

(KWh/proceso) y por producto (KWh/producto)

mediante el analizador de redes eléctricas.

• Análisis termográfico para la identificación y

cuantificación de las pérdidas de calor en sistemas

térmicos y mantenimiento preventivo en los

sistemas mecánicos y cuadros eléctricos.

• Análisis de la factura eléctrica: optimización de

la tarifa, potencia contratada y selección de la

comercializadora apropiada.

memoria de actividades 2010

AIMME quiere contribuir a la difusión del concepto de eficiencia

energética y sostenibilidad en las empresas, proporcionándoles

los conocimientos y las oportunidades tecnológicas

necesarias para que mejoren sus procesos de producción.

Energía

• Estudio de la eficiencia energética en motores

eléctricos (arranques, variadores de frecuencia,

etc.) y compresores.

• Estudios de viabilidad técnico-económica para

cogeneración a pequeña y mediana escala.

• Estudio técnico-económico para la recuperación

de calores residuales. (humos de gases de

combustión, operaciones de secado, aguas de

refrigeración, etc.)

• Optimización del rendimiento de la combustión

en calderas y hornos mediante el analizador de

gases de combustión.

• Análisis lumínico mediante luxómetro para optimizar

el consumo de iluminación en planta y oficinas.

Estudio de tecnologías avanzadas en iluminación.

• Optimización energética de los procesos productivos

y estudio de la sustitución de equipos

convencionales por otros de mayor eficiencia

y/o alto rendimiento.

Energías renovables

• Estudios de la viabilidad técnico-económica

para la implantación de energías renovables:

Energía solar fotovoltaica y térmica, energía eólica

y biomasa.

• Estudios de aplicación de pilas de combustible.

Otros

• Implantación de sistemas de gestión energética

según norma UNE 216301:2007

• Gestión de ayudas para la compra o sustitución

de equipamiento.


energía

93


94

Materiales y tratamiento

de superficies

La calidad, el comportamiento y la vida útil de un producto están determinadas por los

materiales que lo componen, los procesos de transformación que ha sufrido y los tratamientos

superficiales que se le han aplicado.

Una inadecuada selección de cualquiera de ellos,

o condiciones de trabajo no acordes a las características

de los mismos pueden dar lugar a defectos

de fabricación y fallos de servicio.

Reuniendo parcelas de conocimiento relacionadas

con los materiales metálicos, los procesos de corrosión

y protección, los procesos tecnológicos de

transformación (tratamientos superficiales, fundición,

procesos de conformación metálica, soldadura,

etc.), y el análisis de los defectos presentes en

elaborados metálicos, AIMME ofrece una serie de

soluciones que ayudan a garantizar una adecuada

calidad de los productos y procesos de la empresa.

Estudios y diagnósticos

Es mi proceso adecuado para las propiedades

que le exijo al producto? Están los defectos que

observo relacionados con el proceso o con los materiales?

Por qué se ha producido un fallo en servicio

del producto? Todas estas preguntas pueden

tener relación con los materiales base, con su recubrimiento

o con ambos, y una gran diversidad de

factores influyen en su respuesta. AIMME ayuda a

identificarlos mediante:

memoria de actividades 2010

• Criterios de recepción de materias primas

• Estudio de los materiales más adecuados

• Control de calidad de los materiales para fundición

inyectada

• Diseño y optimización de procedimientos de

soldadura

• Estudio del proceso mediante técnicas de termografía

• Análisis de las transformaciones metalúrgicas

mediante metalografía

• Medida de tensiones residuales por extensometría

• Optimización de los procesos metalúrgicos vinculados

a la fundición, conformación metálica, etc.

• Análisis metalúrgico de aleaciones metálicas

• Estudios de aleaciones fundidas

• Estudios fractográficos

• Diagnósticos sobre problemas de corrosión en

materiales metálicos

• Adecuación de condiciones de servicio.

• Estudio de recubrimientos protectores de la corrosión

• Diagnósticos de causas de defectos en recubrimientos

• Estudio de comportamiento en servicio de maquinas

e instalaciones mediante termografía infrarroja

Con la información obtenida, se pueden abordar

las mejoras de los procesos involucrados (Modificación

de secuencias de trabajo, implantación de

medios de control, modificación de instalaciones),

de los materiales e incluso del diseño del producto.


Infraestructura científica

El departamento cuenta con las siguientes infraestructuras

científicas. Con estas infraestructuras se

realizan la mayoría de proyecto I+D de la unidad, y

parte de servicios de clientes que desean profundizar

más en sus productos o procesos.

Dilatómetro Netzsch DIL

402 C/4/G

Rango de medida: 500 mm/5000

mm. Resolución: 0.125 nm/digito.

Presión de contacto para la sonda:

15…45 cN. Rango de ajuste de la longitud

de la muestra: 25 mm.

Netzsch STA 449 F3 Jupiter

Microbalanza con compensación electromagnética

de carga, de posicionamiento

vertical. Peso de muestra de 35g

(incluyendo crisol). Diferentes medidas

TGA-, TGA-DTA- y TGA-DSC.

Microscopio de fuerza atómica Park

System XE 150

El microscopio de fuerza atómica es un

instrumento mecano-óptico capaz de

detectar fuerzas del orden de los piconewtons.

Al rastrear una muestra, es

capaz de registrar continuamente su

topografía mediante una sonda o punta

afilada de forma piramidal o cónica. Posee diferentes

módulos mediante los cuales es posible

estudiar distintas características de los materiales,

los módulos que posee AIMME son la microscopia

de Fuerza Modulada (FMM), microscopia de

fuerza magnética MFM, microscopia de barrido

térmico (SThM), y microscopia mediante celda

electroquímica.

Realización de estudios en Planta Piloto

AIMME dispone de una planta piloto a escala industrial

compuesta por una línea modular galvánica

y los correspondientes accesorios de complementos,

en donde se pueden reproducir procesos

materiales y tratamiento de superficies

Potencióstato Zahner Zennium Thales Z 1.0

Instrumento que puede controlar la diferencia de potencial

eléctrico entre el electrodo de trabajo (muestra)

y un electrodo de referencia y medir la corriente

eléctrica que circula, o bien controla la corriente

y mide la diferencia de potencial. El potencióstato

posee un rango de frecuencia

desde 10 µHz hasta 4 MHz, gran precisión y

mínima interferencia con la muestra.

Scratch Test. Microtest MTR 3/50-50/NI

Es una técnica ideal de caracterización de las

propiedades mecánicas superficiales de los recubrimientos,

por ejemplo, la adhesión, la fractura

o la deformación de estos. Este instrumento

es capaz de caracterizar el recubrimiento y

cuantificar distintos parámetros como el coeficiente

de fricción o ensayos de adherencia un

rango de cargas desde 0,4 a 50 N.

Tribómetro Microtest MT/10,30,60/NI

Capaz de medir las propiedades de fricción y

desgaste de un material o recubrimiento, mediante

la utilización de una carga, con posibilidad

de cambiar velocidad y temperatura. Permite

hacer ensayos a alta temperatura hasta

800ºC por medio de un horno calefactor, ensayos

con lubricantes mediante unidad de

pulverización y posibilidad, además del movimiento

rotatorio, utilizar la opción de movimiento lineal.

Horno Tipo KKH-300/300/300/1500-VAC MOLY

Horno de vacío y atmosfera controlada con una temperatura

máxima de 1500 ºC, y con una cámara de

300x300x300 mm, capaza de controlar procesos

complejos mediante software y control de temperatura

en la cámara interna mediante tres sensores

repartidos de tal forma que puedan garantizar la homogeneidad

de la distribución de temperatura.

industriales completos, permitiendo el estudio de

evolución e incidencia de las variables intrínsecas

y extrínsecas de los baños, así como la influencia

de los procesos complementarios necesarios.

95


TIC

El valor añadido ofrecido por AIMME reside en

una adecuada transferencia de estas tecnologías

a las particularidades de las pequeñas y

medianas empresas industriales del sector metalmecánico.

Así, conceptos como Crowdsourcing,

web 2.0, redes sociales, e-business y aplicaciones

software a medida, cobran en nuestro

instituto un significado mucho más cercano a la

PYME.

96

memoria de actividades 2010

AIMME, consciente de la importancia que,

para la mejora de la competitividad de las

empresas del sector, tiene una adecuada

implantación de las Tecnologías de la Información

y las Comunicaciones (TIC),

viene desarrollando desde hace más de

15 años un activo papel en este campo.

Dada la creciente presencia de las TIC en el funcionamiento

habitual de las empresas, prácticamente

en cualquiera de sus procesos se pueden

aplicar conceptos de negocio electrónico. AIM-

ME actúa como prescriptor de estas soluciones

tecnológicas, facilitando su asimilación por parte

de las empresas, a través de la oferta de servicios

de conectividad y demostraciones, asesoramiento

y formación en campos como:

• Optimización de procesos mediante Internet:

web, modelo empresa-red, integración con Gestión

ERP mediante XML, etc.

• Crowdsourcing, Web 2.0 y Redes sociales: asesoría

y aplicación de tecnologías de la Web social y

colaboración masiva a la estrategia empresarial.

• Marketing electrónico: campañas publicitarias

a través de la red (buscadores, portales, redes

sociales, etc.) mediante anuncios de texto o banner,

posicionamiento en buscadores (SEO, SEM).

• Realidad aumentada: desarrollo de aplicaciones

de realidad aumentada para superposición de

información (textos, imágenes 2D/3D o vídeos)

sobre imágenes reales.

• Equipamiento: servidores (web, correo con antivirus

y antispam), firewalls, sistemas de detección

de intrusos (IDS), videoconferencia.

• Sistemas para teleformación (e-learning).

• Desarrollo de aplicaciones web personalizadas

orientadas al comercio y negocio electrónico

(Intranets, extranets, portales, web services, aplicaciones

de bases de datos, etc.).


tecnologías de la información y las comunicaciones

97


Los laboratorios de

AIMME desarrollan

una continua labor

de apoyo al control

de calidad de

materias primas,

semielaborados

y productos a las

empresas de nuestro

sector. La rapidez

y fiabilidad de los

ensayos es uno de

nuestros objetivos

fundamentales.

Ensayos de

laboratorio

memoria de actividades 2010


página

99


100

La gama de ensayos realizada es muy amplia, abarcando la mayor

parte de las demandas de nuestras empresas:

Análisis y ensayos de

materiales y semielaborados

• Análisis de aguas y residuos

• Análisis químicos de materiales metálicos

• Caracterización de materiales metálicos

• Ensayos de corrosión y recubrimientos

• Ensayos no destructivos

• Calibraciones y verificaciones

• Ensayos de joyería y bisutería

• Ensayos de luminarias

• Ensayos de perfilería y productos planos

• Ensayos de componentes de automóvil

• Ensayos de paracaídas de ascensores

• Ensayos de tornillería y elementos de sujeción

• Ensayos de valvulería y grifería

• Ensayos de accesorios de baño

• Ensayos de herrajes

• Otros ensayos de productos diversos

La solvencia técnica de las actividades realizadas por AIMME ha sido

reconocida por las siguientes entidades y administraciones:

• ENAC. Los laboratorios están acreditados por ENAC,

según los siguientes expedientes:

• Metales preciosos y objetos fabricados con los

mismos (44/LE138)

• Luminarias, aislantes y envolventes (44/LE366)

• Materiales metálicos (44/LE194)

• Paracaídas progresivos para ascensores electromecánicos

(44/LE128)

• Metales, recubrimientos metálicos, recubrimientos

no orgánicos, pinturas, barnices, y

productos afines (44/LE193)

• Ensayos en el sector medioambiental (44/LE910)

• Ministerio de Medio Ambiente. AIMME es entidad colaboradora

de la administración hidráulica en materia

de control y vigilancia de la calidad de las aguas y

de gestión de vertidos al dominio público hidráulico,

con el nº de registro EC 062/1, al amparo de lo dispuesto

en la Orden MAM/985/2006 de 23 de marzo.

memoria de actividades 2010

Ensayos de productos

• Consellería de Territori i Habitatge de la Generalitat

Valenciana. AIMME está inscrita en el Registro

de Entidades Colaboradoras en materia de calidad

ambiental, con el número de inscripción 29/ECM-

CA, para el control de vertidos y calidad de aguas.

• Comisión Europea. AIMME es organismo notificado

a la Comisión Europea conforme a los artículos 8 y

9 de la directiva 73/23/CEE, sobre material eléctrico

destinado a utilizarse en determinados límites

de tensión.

• AENOR. La actividad de diseño e impartición

de cursos está certificada por AENOR según

la norma ISO 9001:2008, con el nº de registro

ER-1658/2009.


Se han realizado a lo largo del ejercicio 1.439 servicios que han implicado

la realización de 2.922 ensayos.

ensayos de laboratorio

Laboratorio de análisis y contraste de metales preciosos

Metales Objetos

Oro 88.983

Plata 920.279

Platino 109

Empresas clientes

Fabricantes 48

Importadores 83

101


Formación

La formación es la clave

de todo equipo de

trabajo, tan importante

como la tecnología o la

I+D+i. Los conocimientos

son uno de los más

memoria de actividades 2010

firmes activos de las

PYMEs y queremos que

los profesionales reciban

la preparación más

adecuada, adaptada a la

evolución empresarial.


Desde hace años, el Instituto

mantiene un firme compromiso

con la dinamización y puesta en

marcha de acciones formativas

que garanticen los más completos

conocimientos a los profesionales,

trabajadores o recién titulados.

La labor de AIMME garantiza apoyo

técnico y tecnológico del más alto

nivel, avalado por un equipo de

expertos y unas instalaciones que

incorporan los últimos avances

tecnológicos.

página

103


104

Cursos de

reciclaje profesional

• Diseño mecánico con Solid Works

• Diseño mecánico con Autodesk inventor

• Gestión de proyectos

• Análisis de valor en el diseño de productos

• Aspectos teórico-prácticos de la norma de

luminarias UEN EN 60598

• Técnicas de creatividad para la innovación de

producto

• Cursos de formación ocupacional

Másteres

• Máster universitario en gestión de sistemas

de calidad, medio ambiente y prevención de

riesgos laborales.

• Máster universitario en ingeniería del

tratamiento y reciclaje de aguas residuales

industriales

Cursos de

formación ocupacional

• Ciclo formativo de grado medio en tratamientos

superficiales y térmicos

memoria de actividades 2010

Cursos de

teleformación por web

• Diseño industrial

• Gestión del diseño

• Seguridad máquinas usadas. Módulo I

• Minimización de la contaminación

• Minimización de la contaminación en el sector

de recubrimientos metálicos

• Migración al software libre


formación

105


La principal herramienta del

Observatorio es su página web

(observatorio.aimme.es), donde

puede encontrarse información

técnica especializada, clasificada

en cuatro categorías: artículos

técnicos, informes e indicadores,

actualidad tecnológica y

resultados de proyectos.

Observatorio

Tecnológico del Metal

OTEA

memoria de actividades 2010


El objetivo de los servicios de información de AIMME es la detección,

identificación y aprovechamiento de las oportunidades tecnológicas de

negocio que ayuden a las empresas a desarrollar nuevos productos,

acceder a nuevos mercados y orientar sus estrategias para mejorar

su competitividad y su posición en los escenarios internacionales.

OTEA (Observatorio Tecnológico del Metal) es un conjunto de servicios

de información que recopilan y procesan la información de

interés para el sector metal-mecánico, poniéndola a disposición

de las empresas de forma organizada y de fácil acceso.

Además, el equipo de técnicos que constituye OTEA, elabora

distintos tipos de documentos propios, que se ponen semanalmente

a disposición de los usuarios a través de la web del

observatorio. Informes técnicos, aproximación a tecnologías

emergentes o resultados de proyectos, son algunos

de los documentos que el usuario puede descargar en

dicha web.

Con el fin de ofrecer un servicio informativo óptimo

a las empresas del sector OTEA no sólo lleva a

cabo toda una serie de técnicas y procedimientos

de vigilancia tecnológica sino que pone

además, a disposición de sus usuarios:

Una Biblioteca-

Hemeroteca

con un fondo

documental

de monografías

actuales, catálogos,

directorios y bases de

datos.

Suscripciones a

revistas especializadas y

publicaciones oficiales.

Conexiones on-line a bases

de datos externas y acuerdos de

colaboración con otros centros de

documentación especializados.

Normas técnicas (UNE, ASTM, EN, ISO,

DIN…) y recopilaciones legislativas.

página

107


Estadísticas

Proyectos de I+D+i:

Materiales y

tratamiento de

superficies

Ingeniería

medioambiental

y legalizaciones

Gestión

medioambiental

TIC

2,35%

2,63%

19,44%

Producción

limpia

16,20%

6,49

%

8,93

%

Sistemas

avanzados

de gestión

29,68%

11,54%

2,73

%

Ingresos obtenidos por Servicios

Tecnológicos Avanzados

Empresas usuarias de los Servicios

Tecnológicos Avanzados

Empresas

2010

22

Innoempresas

1

Desarrollo de

producto y proceso

Fabricación

rápida

Seguridad de producto

e instalaciones

industriales.

Marcado CE

Materiales y

tratamiento de

superficies

TIC

46

ingeniería

medioambiental

y legalizaciones

Fondos

Comunitarios

Administración

Central

3

4

25

Fondos regionales

Servicios

Tecnológicos

Avanzados:

140

101

Desarrollo de

producto y proceso

67

75

Gestión

medioambiental

84

17

42

39

Fabricación

rápida

Producción

limpia

Seguridad de

producto e

instalaciones

industriales,

Marcado CE

Sistemas

avanzados

de gestión


Corrosión y

recubrimientos

Metalurgia y

metalografía

Mecánicos

Luminarias

6

281

Servicios realizados por

los Laboratorios

Formación reglada

Ensayo y prototipo

de productos

Másteres

265

153

2 4

169

662

Metrología y calibración

Formación:

Cursos SERVEF

20

143

65

1368

Microscopia

electrónica

228

Asistentes a cursos

Análisis físico

químicos y

biológicos

Participantes

provenientes de

empresas

Formación abierta

bonificada

Jornadas

técnicas

Metalurgia y

metalografía

Mecánicos

Ensayo y prototipo

de productos

Corrosión y

recubrimientos

705

Formación

reglada

29

123

estadísticas 2010

Laboratorios:

Empresas usuarias de los

Servicios de Laboratorios

2

24

71

75

Luminarias

1400

1824

Cursos SERVEF

Microscopia electrónica

425

4590

193

90

1467

95

Horas impartidas

Análisis físico

químicos y

biológicos

Metrología y

Calibración

Total de alumnos

participantes

Formación abierta

bonificada

Másteres

Jornadas

Técnicas

página

109


AIMME, Instituto Tecnológico Metalmecánico

Parque Tecnológico, Avda. Leonardo Da Vinci, 38

46980 PATERNA (Valencia) España

Tel.: +34 96 131 85 59 · Fax: +34 96 131 81 68

www.aimme.es · info@aimme.es

2011 © Copyright AIMME.

More magazines by this user
Similar magazines