La fabricación aditiva está transformando la forma en que se producen componentes metálicos para sectores como la aeronáutica, la automoción o la energía.

Entre las tecnologías con mayor potencial se encuentra el binder jetting, un proceso capaz de fabricar piezas metálicas de forma rápida, precisa y a gran escala. 

Sin embargo, uno de los principales retos para aumentar su sostenibilidad es la reutilización de los polvos metálicos empleados durante el proceso de fabricación.

Tras cada impresión, este material queda expuesto a procesos de manipulación, transporte y posible contaminación, que pueden alterar la forma y las propiedades de las partículas, además de provocar pérdidas de material, comprometiendo la calidad de las piezas finales.

Con el objetivo de resolver este desafío, Andrea Alonso Romero, investigadora predoctoral del Instituto IMDEA Materiales, investiga la reutilización de los polvos metálicos y el proceso de sinterización, la etapa final en la que las piezas adquieren sus propiedades mecánicas definitivas.

Durante su estancia en el Illinois Institute of Technology (IIT), analizará cómo la reutilización de estos polvos afecta al proceso de sinterización y al rendimiento final de los componentes fabricados.

Su trabajo combina el estudio de la degradación de los polvos metálicos con el análisis de los procesos de consolidación de los materiales, en colaboración con HP y el centro tecnológico AMES.

«El objetivo es conectar las dos partes principales de mi tesis doctoral y entender cómo la reutilización de los polvos afecta al proceso de sinterización y, en consecuencia, a la calidad final de las piezas», explica Alonso Romero.

Actualmente, muchas empresas mezclan polvo reutilizado con material nuevo para mantener la calidad de fabricación. Sin embargo, reutilizar una mayor proporción de polvo permitiría reducir significativamente tanto el consumo de materias primas como los costes de producción.

«La reutilización excesiva puede provocar defectos en las piezas finales. Por eso queremos entender exactamente qué ocurre con esos polvos durante el proceso y cómo podemos aumentar el porcentaje de material reciclado sin comprometer la calidad», señala Alonso Romero.

Este trabajo ha sido reconocido con una beca Fulbright de Investigación Predoctoral, una de las ayudas internacionales más prestigiosas para jóvenes investigadores. Gracias a esta beca, Andrea Alonso Romero realizará una estancia de ocho meses en el Illinois Institute of Technology (IIT), en Chicago, donde trabajará en el Amir Lab, dirigido por el profesor Amir Mostafaei, referente internacional en fabricación aditiva metálica.  

Durante su estancia tendrá acceso a equipos de caracterización avanzados que permitirán analizar con mayor precisión las propiedades de fluidez de los polvos metálicos y comprender mejor los mecanismos responsables de su degradación.

Además, el equipo prepara experimentos en el Advanced Photon Source (APS), uno de los sincrotrones más avanzados del mundo, donde realizarán tomografías in situ del proceso de sinterización para observar en tiempo real cómo evolucionan los materiales.  

«Es una oportunidad enorme. No es solo una beca, sino una forma de conectar con investigadores de todo el mundo que comparten objetivos similares y establecer colaboraciones que pueden continuar durante toda la carrera investigadora», afirma Alonso Romero.

La investigadora, graduada en Ingeniería Industrial por la Universidad Carlos III de Madrid y con un Máster en Ciencia e Ingeniería de Materiales, realizó tanto su Trabajo Fin de Grado como su Trabajo Fin de Máster en IMDEA Materiales. Actualmente desarrolla su tesis doctoral bajo la supervisión del Dr. Alberto Meza y el Dr. Federico Sket.