Una alianza entre CONUAR y la Universidad Nacional de Hurlingham (UNAHUR) promete avanzar en la utilización de la manufactura aditiva en la industria nuclear argentina. La empresa fabricante de componentes y elementos combustibles nucleares está explorando la utilización de técnicas de impresión 3D en la fabricación de piezas para centrales nucleares.
Para esto contará con el apoyo de la UNAHUR, que gracias a la adquisición de una potente máquina impresora está apostando por una tecnología de manufactura aditiva metálica poco explotada en el país y que despertó el interés de CONUAR e incluso entre proveedores de la industria petrolera, según indicaron desde la universidad.
CONUAR y la UNAHUR firmaron en junio un convenio marco para llevar adelante un proyecto de investigación aplicada en impresión 3D. La empresa subrayó que la iniciativa “representa un hito en la transferencia tecnológica entre el ámbito académico y el sector industrial, y se orienta al desarrollo y validación de aplicaciones avanzadas para componentes críticos del sector nuclear”.
En concreto, el proyecto permitirá a las partes consolidar su conocimiento y dominio de la manufactura aditiva metálica mediante la tecnología de deposición metálica por laser (LMD por sus siglas en inglés).
Para esto, el Laboratorio de Investigación Aplicada para el Trabajo y la Producción (LIAPT) de la UNAHUR cuenta con un moderno equipo Meltio Engine de impresión por LMD, que requirió de una inversión pública de cientos de miles de dólares.
Apuesta por la LMD
El universo de la manufactura aditiva está compuesto de distintas vertientes tecnológicas. Una es la fusión selectiva por láser o SLM, uno de los métodos más difundidos en el país y el mundo. En contraste, el recorrido de las instituciones públicas y privadas argentinas en LMD es más reciente. En ese sentido, la UNAHUR busca colocarse a la vanguardia de las instituciones públicas con capacidades de brindar servicios de impresión en LMD al sector privado.
“Como universidad nueva sabíamos que teníamos un poco que empezar a competir y hacer un recorrido de confiabilidad. Esta compra es estratégica porque nos posicionó a la vanguardia, es una tecnología que otras instituciones no tienen desarrollada con esta capacidad de impresión y de acceso público para desarrollo e investigación”, explicó Mercedes Durán, doctoranda de FIUBA-CONICET y coordinadora del área experimental de la Instalación Experimental de Tecnologías de la Fabricación del LIAPT.
La incorporación del equipo Meltio Engine tiene origen en una convocatoria de 2023 del programa federal Equipar Ciencia del ex Ministerio de Ciencia y Tecnología. Cada institución podía solicitar fondos con un tope máximo de un millón de dólares por equipo. La UNAHUR aplicó al programa para financiar la compra de un equipo Meltio Engine, que requirió un desembolso de aproximadamente 400.000 dólares.
La máquina en cuestión es un cabezal robótico Hyundai compuesto de seis láseres de fibra óptica de 200 W de potencia cada uno. El equipo cuenta con un séptimo eje de impresión que le confiere un gran rango de movimiento y flexibilidad para imprimir piezas de hasta 500 kg.
El insumo de impresión en la LMD son bobinas de alambres de distintos materiales. “La SLM es muy buena pero tiene limitaciones con la materia prima. Con la LMD no hay, podemos comprar bobinas de alambre de soldadura del material que queramos. Algunos materiales como cobre no podemos imprimir, pero aleaciones de aluminio podemos todas. Incluso podemos imprimir con doble alambre”, añadió.
El equipo Meltio está operativo desde mediados del 2024, aunque su operación requiere de una curva de aprendizaje que se está cumpliendo. “Actualmente estamos haciendo impresiones con acero a 800 W. Aluminio todavía no probamos, pero en breve vamos a empezar con inconel, que es para uso aeroespacial y nuclear”, contó Durán sobre los pasos a seguir.
Sucede que la impresión de componentes complejos conlleva el desarrollo de estrategias de impresión. “Imprimir no es tan fácil, tenemos un software que viene con el equipo, hay varias estrategias que hacen la diferencia. Por ejemplo, cuando se pone el modelado 3D en el software se puede jugar con el sentido de la impresión y variar las propiedades mecánicas de la pieza”, explicó.
Manufactura aditiva en el sector nuclear
La industria nuclear es uno de los sectores industriales que más activamente está incorporando la manufactura aditiva en la fabricación de componentes. Gigantes de la industria como Westinghouse o Rosatom ya están probando en centrales nucleares componentes fabricados con métodos aditivos. En la Argentina, CONUAR esta por incorporar un equipo SLM para incursionar en las tecnologías de fabricación aditiva.
La coordinadora del LIAPT observó cuáles son las ventajas de la manufactura aditiva. “Ninguna tecnología aditiva viene a reemplazar la sustrativa, que sería el otro método, sino que son complementarias. Hay piezas que será más convenientes hacerlas con la aditiva y otras con los métodos tradicionales. La manufactura aditiva, independientemente del proceso utilizado, es para hacer piezas complejas, de baja escala y gastando el menor material posible. Por ejemplo, hay componentes hechos de materiales muy caros porque son específicos para el área nuclear, entonces tal vez el desperdicio de viruta es un montón. Pero con la LMD podes llegar a la forma deseada y gastando menos”, evaluó.
Como la impresión 3D no se inventó pensando en la industria nuclear, las técnicas de fabricación se están adaptando a las necesidades del sector. Mientras que las organizaciones industriales de normalización están elaborando normas para la impresión 3D en otras industrias, todavía se está trabajando en las del sector nuclear.
En ese sentido, el Organismo Internacional de la Energía Atómica lanzó en 2022 la Iniciativa de Armonización y Normalización Nuclear (NHSI), centrada en facilitar el despliegue de reactores nucleares avanzados y pequeños reactores modulares (SMR). La NHSI busca armonizar los enfoques regulatorios y desarrollar enfoques industriales más estandarizados, incluyendo enfoques comunes para los códigos nucleares y normas aplicables a la manufactura aditiva de SMR.
Pero la nuclear no es la única industria interesada en los servicios que instituciones como la UNAHUR pueden brindar en materia de manufactura aditiva. “Tenemos el interés de VENG y CONUAR. También tenemos muchas consultas del oil and gas, para la fabricación de bridas o recarges y reparación de piezas. A todos les interesa la tecnología y tenemos mucho acompañamiento de las empresas en esta curva de aprendizaje que estamos haciendo”, concluyó Durán.
Nicolás Deza