Umag y Asmar desarrollan impresión 3D metálica para reparación de hélices con calidad “Premium”

Un proyecto pionero, desarrollado gracias a la sinergia entre la Universidad de Magallanes (Umag), Asmar Magallanes y la empresa Turquesa Industrial, ha posicionado a la región como referente en la manufactura aditiva metálica, más conocida como impresión 3D. La Umag es la única institución en Chile que posee y utiliza esta tecnología de impresión 3D basada en soldadura, desarrollada con un diseño propio y construida en la universidad.

La iniciativa se centró en la reparación de hélices de buques, un componente hecho de una valiosa aleación de bronce resistente a la corrosión y de alta resistencia mecánica. El éxito del proyecto, orientado a entregar datos confiables para una futura inversión de Asmar, no sólo demostró la viabilidad de la tecnología, sino también estableció un hito en la calidad del material producido.

El profesor Sergio Ríos de la Umag explicó que la máquina de manufactura aditiva fue construida en la universidad con la colaboración fundamental del astillero durante la pandemia, quienes aportaron horas hombre para soldar y mecanizar la estructura.

Uno de los hallazgos más destacados fue la calidad del bronce depositado. Los resultados de las pruebas demostraron que el material impreso posee propiedades mecánicas superiores a las que se obtienen habitualmente por el proceso de fundición. De hecho, las muestras cumplieron incluso con los requisitos de calidad exigidos para materiales forjados, algo calificado como extraordinario para una producción realizada en Punta Arenas.

Este proyecto también integró elementos de manufactura digital, incluyendo la digitalización por contacto de la geometría de las palas de la hélice. Esta digitalización, que sólo se hace una vez por modelo de hélice, permite automatizar la producción del parche, lo que genera ahorros significativos de tiempo en el futuro.

Menos tiempo, más sostenibilidad

La implementación de la manufactura aditiva ofrece ventajas cruciales para la industria naval, en comparación con los procesos tradicionales de fundición o forja, y pone a Magallanes a la vanguardia. Otro de los factores destacables fue la drástica reducción del tiempo de entrega, dado que el tiempo de reparación de una pieza podría reducirse a menos de la mitad.

El profesor Ríos expresó que “una reparación que hoy toma 4 ó 5 días, podría completarse en 2 ó 3 días, ya que el proceso de deposición continua del material toma aproximadamente 24 horas”. El ahorro masivo en el tiempo de inactividad de la embarcación es lo que vendría a justificar el costo, el cual es actualmente el doble en material consumible ($150.000 pesos/kg vs $10.000 pesos/kg del material de fundición).

Además, esta tecnología reduce considerablemente las emisiones de gases de efecto invernadero, lo cual fue destacado por Asmar Magallanes en la presentación de la tecnología, dada las futuras multas por impacto ambiental en el mundo naviero. Además, disminuye los riesgos de seguridad asociados a la fundición, apuntando a los accidentes laborales y sus consecuencias.

Finalmente, a diferencia de la fundición, que está limitada por el tamaño del crisol, esta tecnología permite fabricar parches gigantescos simplemente montando el sistema robótico sobre rieles. También permite la combinación gradual de materiales dentro de una misma pieza para, por ejemplo, zonas resistentes al desgaste junto a zonas más tenaces.

Mirada a futuro:
bujes y bocinas

Los participantes destacaron que el éxito con las hélices es un “hito” que debe mantenerse para el desarrollo futuro. La continuidad de esta colaboración público-privada-académica es fundamental para identificar nuevos casos de negocio.

El siguiente foco de desarrollo es la fabricación de bocinas y bujes grandes. Estos componentes, utilizados en las líneas de propulsión y timones, actualmente se fabrican a partir de tubos gruesos, lo que genera mucho desperdicio de material y largos tiempos de espera. La Manufactura Aditiva permitiría crear bocinas y bujes mucho más cercanos a las dimensiones requeridas “de un día para otro”, reduciendo drásticamente los tiempos de entrega y, por ende, el servicio completo a la embarcación.

En palabras de los colaboradores, el proyecto representa un “hito” que demuestra que es factible avanzar en “tecnología propia, en este caso regional”, con la posibilidad de mostrar este desarrollo de automatización al mundo entero.