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DOCTORADOS

TEKNIKER

Desarrollo del proceso de deposición por fusión directa de material mediante láser para la fabricación aditiva de estructuras y componentes funcionales de aleaciones metálicas

TEKNIKER

INICIO: 10/2016

ABIERTO

OBTENCIÓN GRADO DOCTOR/A: 09/2019

Descripción

La deposición directa de material mediante láser, también conocida en inglés como Laser Metal Deposition (LMD), es una de las técnicas de fabricación de componentes y estructuras metálicas de mayor progresión de los últimos años.

La técnica consiste en la fusión por láser de material metálico, ya sea en forma de polvo o hilo, inyectado sobre la superficie de un substrato, con el fin de obtener estructuras densas de forma definida.

El método se emplea en numerosas aplicaciones, generalmente como recubrimiento de protección anti-desgaste y anti-corrosión, o reparación de componentes de distintos sectores industriales, como la industria del molde y matriz, sector de implantes e instrumental médico, industria aeronáutica, ferroviaria, automóvil, etc. Recientemente se está usando para la fabricación de componentes metálicos tridimensionales.

Comparado con los métodos de fabricación aditiva de cama de polvo predepositada (Selective Laser Melting o Electron Beam Melting) la tecnología LMD permite tasas de deposición elevadas y fabricación de pieza de tamaño superior. Sin embargo, a pesar de las bondades descritas, el creciente interés de diferentes sectores industriales (aeroespacial, automoción, biomédico, etc.) y el auge de la tecnología, queda todavía camino por recorrer para satisfacer por completo las necesidades del mercado, aún no resueltas. Por ejemplo, la industria demanda cada vez más tecnologías de fabricación de componentes metálicos de alto valor añadido, con altas tasas de deposición (> 5 Kg/h) y por tanto velocidad de fabricación, buena reproducibilidad y acabado con el mínimo desperdicio de material y emisiones contaminantes. A su vez reclama la disponibilidad de tecnologías más flexibles, capaces de generar piezas de mayor tamaño e idénticas propiedades mecánicas que las de menor peso y dimensiones. Finalmente, la industria aboga por la disminución de costes a través de la reducción de tiempos de amarre, ajuste y toma de puntos de referencia, así como la reducción del número de operaciones necesarias para la fabricación de un componente, y evitar además el transvase del mismo de unas máquinas a otras durante los distintos procesos de fabricación.

El objetivo de la presente tesis doctoral es el desarrollo del proceso de deposición mediante la técnica LMD con el fin de fabricar componentes metálicos estructuralmente funcionales.

El estudio se centrará en las estrategias de deposición, así como en el análisis de parámetros y variables de proceso que permitan fabricar distintos tipos de estructuras, trabajando: paredes finas, estructuras macizas, paredes inclinadas, cilindros, soportes, estructuras de soporte y su diseño, etc., libres de defectos (poros, grietas, oxidación) y buena calidad micro-estructural. Los principales puntos a desarrollar se resumen a continuación:

a)     Estudio de las condiciones de parámetros óptimas del proceso para la fabricación de estructuras de grandes dimensiones a altas tasas de deposición y eficiencia del proceso.

b)    Determinación de los métodos de deposición: definición de los límites de la tecnología (ángulo límite, estructuras de refuerzo, etc.) y estrategias de deposición óptimas para conseguir incrementos de productividad y calidad geométrica en piezas de gran tamaño y geometrías simples.

c)     Desarrollo de sistemas de control de lazo cerrado en proceso para optimizar la calidad estructural y geométrica de la pieza que se fabrica.

Departamento o Unidad del Centro Tecnológico Asociado

Unidad de Tecnologías Avanzadas de Fabricación

Línea de investigación

Fabricación Aditiva

Fecha inicio prevista

10/2016

Fecha obtención grado doctor/a

09/2019

Requisitos necesarios

- DOSSIER_SMART_CREATIVITY_baja (sin 2 pag)-2 Ingeniería o Ciencias Físicas (titulación superior o máster). La titulación debe permitir el acceso a un Programa de Doctorado en correspondencia con esta oferta de tesis. Inglés avanzado.
- Se valorará muy positivamente el conocimiento en ciencia de materiales, l-monitorización, habilidades de programación (Matlab-Simulink, LabView, C, FEM, etc.), tratamiento de datos y conocimientos previos en control de sistemas.
- Es fundamental la vocación investigadora, y la iniciativa y capacidad de resolver problemas.

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