Andaltec participar en el desarrollo de un material para impresión 3D

Andaltec Centro Tecnológico ha comenzado a trabajar en el proyecto Recyppowder, que tiene como objetivo desarrollar una nueva familia de materiales innovadores, económicos y sostenibles a partir de polipropileno reciclado para impresión 3D. Para ello, se realiza una fabricación aditiva mediante tecnología de Sinterización Selectiva por Láser (SLS).

Este proyecto, incluido en la convocatoria Colaboración Público-Privada del Programa Estatal para Impulsar la investigación Científico Técnica y su Transferencia, cuenta con la participación de la empresa Innomaq 21 como líder, la Universidad de Barcelona y Andaltec.

El polipropileno es un material duro y a la vez ligero, con gran resistencia a la rotura y a la fatiga, que lo convierte en un material idóneo para la fabricación de prototipos funcionales con aplicaciones en muy diversos sectores.

El proceso de Sinterización Selectiva por Láser es una técnica de impresión 3D muy versátil que permite la creación de estructuras complejas, obteniendo piezas con una alta precisión y detalles finos. Esta tecnología forma parte de la familia de procesos de fabricación aditiva por lecho de polvo (Powder Bed Fusion), una de las tecnologías más avanzadas y confiables en el campo de la fabricación aditiva.

Utiliza un depósito en el que el material en polvo se calienta a una temperatura ligeramente inferior a su punto de fusión. Un rodillo aplica una fina capa del material en polvo del depósito sobre la plataforma de fabricación.

A continuación, el láser escanea la superficie y sinteriza selectivamente el polvo que, al solidificarse, forma una sección transversal de la pieza. Una vez escaneada toda la sección transversal, la plataforma de construcción desciende una capa en altura de espesor.

De nuevo, el rodillo de recubrimiento deposita una nueva capa de polvo sobre la superficie recién escaneada y el láser comienza a sinterizar la sección transversal sucesiva de la pieza en las secciones transversales solidificadas previamente.

Este proceso se repite hasta que la pieza está completamente fabricada. Una vez finalizado el proceso de impresión, la pieza se separa del polvo no sinterizado y se limpian con aire comprimido. El polvo no sinterizado se recoge y se reutiliza, lo que constituye otra ventaja importante de esta tecnología, al no generar residuos.

La tecnología SLS es muy limitada en cuanto a la variedad de materias primas (polvo) que pueden ser utilizadas. Hasta la fecha, el material más utilizado para SLS es la poliamida, que puede ser utilizada sola o aditivada con otros materiales, como aluminio, vidrio o grafito para formar un polvo compuesto, con el fin de mejorar las propiedades mecánicas, químicas y térmicas de las piezas finales.

Este proyecto ha identificado una oportunidad para desarrollar un producto disruptivo que impulse la economía circular y la sostenibilidad. De hecho, aunque el polipropileno es uno de los polímeros más utilizados, actualmente no existe en el mercado ningún polvo de polímero comercial basado en polipropileno reciclado destinado a SLS.

Los investigadores van a trabajar en la formulación y el desarrollo de copolímeros, basados en diferentes grados de combinación de polipropileno comercial y reciclado (procedente de PP inyectado), así como en optimizar el tamaño de partícula y sus propiedades para alcanzar los requisitos necesarios para su procesado por sinterizado láser, ya que el material reciclado tiene mucha más variabilidad que el material virgen.

Además, se llevarán a cabo estudios de viabilidad para la producción comercial a distancia, sustituyendo la logística de transporte de piezas, por el envío de los datos de impresión al lugar de destino, contribuyendo a la reducción de la huella de carbono. El éxito de este producto recién formulado se demostrará mediante su uso en equipos SLS para fabricar componentes industrialmente relevantes que serán probados en condiciones de trabajo reales.

El paquete de trabajo de Andaltec Centro Tecnológico en este proyecto incluye la selección del polipropileno comercial virgen y reciclado que se va a combinar, el estudio de la procesabilidad con compatibilizantes para su aplicación en sinterizado láser y la caracterización del material.

La finalidad última de Recyppowder es alcanzar un impacto significativo en la industria de fabricación aditiva y poner el foco en la mejora de la sostenibilidad y la economía circular.