Desarrollo de estructuras multi-material ligeras basadas en procesos altamente automatizados y flexibles diseñados para la sostenibilidad y circularidad del sector automoción
Porriño, 04 de mayo de 2023.- La industria del automóvil se encuentra actualmente en un intenso contexto de competencia, incertidumbre y presión normativa que está motivando profundos cambios promovidos por las tendencias en electrificación, aligeramiento estructural y circularidad1. Este marco forma parte del contexto global de una transición verde que tiene como objetivo lograr un transporte climáticamente neutro y una industria sostenible.
Una de las respuestas de los fabricantes consiste en una estrategia de reducción de peso de los vehículos, lo que ha aumentado significativamente el desarrollo y la demanda de componentes cada vez más ligeros en el sector. Para ello, la incorporación de materiales compuestos y tecnologías de fabricación flexible son cada vez más demandadas en el sector del transporte y la movilidad verde, con casos de éxito existentes a nivel comercial liderados por grandes OEM’s. En este sentido, las tecnologías de fabricación flexibles para el procesado de componentes multi-material son una gran alternativa, permitiendo obtener piezas en las que se aúnan simultáneamente las bondades de las estructuras metálicas y de composite, y que además permiten la adaptación rápida de las líneas de fabricación, adaptándose a cambios de pieza, serie, etc. sin requerir reconfiguraciones en planta o grandes inversiones en útiles de fabricación. Todos esto refuerza los niveles de competitividad de las empresas manufactureras aportando flexibilidad y resiliencia, aspectos claves para poder ofrecer al mercado soluciones de alto valor añadido.
El proyecto MULTIFLEX avanzará en el desarrollo de tecnologías y procesos de fabricación aditiva de materiales compuestos termoplásticos, y la optimización de la unión multi-material, para el refuerzo de estructuras metálicas en el sector automoción, y así mejorar la competitividad de estos procesos de fabricación, así como la de los nuevos componentes multi-material aligerados. Para ello, MULTIFLEX propone desarrollar nuevas combinaciones de estructuras metálicas y material compuesto de altas prestaciones mecánicas a fatiga, combinando materiales termoplásticos reforzados con fibra de carbono continua y fibra corta para refuerzo estructural localizado, procesados por tecnologías de fabricación aditiva altamente flexibles, así como la optimización de las propiedades de intercara a través del micro-texturizado laser del componente metálico para favorecer la unión multi-material en procesos de consolidación insitu. El uso de estas tecnologías de fabricación y materiales requerirá de una propuesta de diseño de componentes disruptiva, que garantice la fabricabilidad al tiempo que optimiza desde una perspectiva multidisciplinar el rendimiento y el desensamblado al final del ciclo de vida. Para ello, MULTIFLEX trabajará en nuevos desarrollos de cabezales de fabricación aditiva de encintado (AFP) y fabricación por filamento fundido (FFF) para garantizar el acceso de estos al componente metálico, así como su tasa de deposición. Además, el uso de material compuesto termoplástico dará lugar a la posibilidad de reciclaje de las piezas, permitiendo el desensamblaje del material compuesto al final de la vida útil de la pieza.
En resumen, MULTIFLEX se centra en generar innovación en varios aspectos relevantes relacionados con ecodiseño, materiales avanzados y procesos de fabricación flexibles para generar nuevos conceptos de estructuras multi-material con aplicación en componentes de chasis, para lo cual propone un enfoque de trabajo multidisciplinar basado en ingeniería estructural, ingeniería de materiales de altas prestaciones e ingeniería de fabricación.
MULTIFLEX cuenta con un consorcio que integra a Autotech Engineering (Grupo Gestamp) que trabajarán en el rediseño de componentes de chasis, inicialmente fabricados íntegramente en materiales metálicos, así como en la definición de requerimientos y validación final de las piezas; y el Centro tecnológico Aimen, que trabajará en la optimización de materiales y unión multi-material, así como en el desarrollo de estrategias de fabricación automatizadas, que permitan una mayor flexibilidad de fabricación, adaptándose fácilmente a futuros cambios de diseño en pieza. Además, se trabajará en el desarrollo de soluciones sostenibles, donde AIMEN estudiará la implementación de procesos de desensamblado de las piezas multi-material para su reciclado.
El proyecto MULTIFLEX está financiado con fondos de la convocatoria de Colaboración Público Privada 2021 con una duración prevista de 36 meses, abarcando cuatro anualidades diferentes, entre octubre de 2022 y septiembre de 2025 y con un presupuesto total de 762.965€.
Consorcio
Financiación
«Proyecto MULTIFLEX CPP2021-009091, financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y por la Unión Europea “NextGenerationEU”/PRTR»