SACMI y Officine Meccaniche Pontillo acaban de finalizar un nuevo proceso tecnológico para la fabricación de engranajes mediante la sinterización, un tratamiento térmico utilizado para el desarrollo de uniones entre partículas, con el objetivo de formar un objeto sólido, continuo y de densidad controlada.
Co-financiado por el Programa Operativo Nacional ‘Empresa y Competitividad’ 2014-2020 FEDER del Ministerio de Desarrollo Económico de Italia (ahora el Ministerio de Empresa y Made in Italy), el proyecto sigue las líneas de desarrollo en la producción de engranajes helicoidales. Los objetivos cualitativos y cuantitativos se cumplieron plenamente, con aplicaciones potenciales en el sector automotriz útiles para aumentar la fiabilidad de los componentes de alto rendimiento, reduciendo el uso de energía y recursos en comparación con las tecnologías tradicionales.
El desarrollo de tecnologías innovadoras para la fabricación de engranajes complejos está en el corazón de la estrategia de la Unidad de Negocios de Materiales Avanzados de SACMI. El proyecto de 36 meses propuesto tenía como objetivo traer más innovación al proceso de metalurgia de polvos, que optimiza el consumo de material y energía respecto a la metalurgia tradicional. Las ventajas intrínsecas del proceso de sinterización – que también incluyen una mayor durabilidad de los moldes y uniformidad de la pieza terminada – son el requisito previo para la actividad, que tenía como objetivo reducir la brecha actual en términos de las características mecánicas de los componentes hechos mediante la técnica de fundición o deformación plástica.
El primer paso del proyecto fue la realización de prototipos a partir de los datos del modelo 3D, lo cual fue útil para comenzar las pruebas operativas del sistema de compactación de polvos y densificación superficial. Esta primera fase incluyó la búsqueda de la geometría más adecuada para la aplicación, realizada mediante un proceso de sinterización láser directa de metales (DMLS). En la práctica, con esta técnica, el artículo se compone sinterizando capas sucesivas (fabricación aditiva) hasta completar el modelo, luego se cepilla – para eliminar el polvo residual – y se trata térmicamente en hornos especiales. Luego se realizaron pruebas en diferentes tipos de materiales (acero, titanio, aleaciones de aluminio, etc.) para identificar el más adecuado para la aplicación propuesta.
El proyecto se finalizó siguiendo las directrices de la economía circular, comenzando con el reciclaje completo de los materiales utilizados para las muestras. El objetivo principal de la propuesta es el sector automotriz, para proponer una alternativa viable – con propiedades mecánicas superiores del engranaje – y rentable a las técnicas tradicionales en uso (forja, fundición y mecanizado) para la producción de componentes de alto rendimiento. Estos tipos de engranajes se encuentran en varias partes del vehículo, por ejemplo, en la caja de cambios. A través de esta tecnología innovadora, el objetivo del proyecto fue producir componentes con densidad óptima (99 por ciento de la densidad teórica), sin defectos en la microestructura y con características dimensionales, geométricas y microgeométricas del engranaje adecuadas para su operación.
Las empresas expresaron una gran satisfacción por el pleno cumplimiento de los objetivos cuantitativos y cualitativos. Se produjeron alrededor de 50,000 componentes en una prensa de 2,000 kN con un innovador sistema de lubricación de pared de molde, logrando una densificación óptima cercana a 7.6 g/cm³. Estos resultados demuestran un avance tecnológico significativo, formando la base para el desarrollo de la aplicación a nivel industrial.
El proyecto CPM sigue una línea previa de desarrollo de engranajes helicoidales, luego industrializada por SACMI en aplicaciones específicas ya reconocidas por el mercado por las características innovadoras del proceso propuesto. Cofinanciado por el Ministerio de Empresa y Made in Italy de Italia, este proyecto también fue finalizado por SACMI junto con su socio Officine Meccaniche Pontillo, una empresa verde certificada ISO 14001, confirmando una importante sinergia en términos de habilidades, conocimientos y estructuras.
La sinterización es un tratamiento térmico utilizado para el desarrollo de uniones entre partículas, con el objetivo de formar un objeto sólido, continuo y de densidad controlada.
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