Marqués Paola, Alejandro
Elduque Viñuales, Daniel (dir.) ; Javierre Lardiés, Carlos Francisco (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2025
Resumen: La fabricación aditiva, conocida popularmente como impresión 3D, ha transformado los procesos de producción al permitir la creación de objetos capa por capa a partir de modelos digitales, siendo su principal uso inicial el ¿prototipado rápido¿. Sin embargo, su integración completa en entornos industriales con altos requerimientos mecánicos aún enfrenta desafíos significativos.
En este contexto, el doctorando ha desarrollado una estrategia integral para la implementación de tecnologías de fabricación aditiva de grandes dimensiones, enfocándose específicamente en la tecnología metálica WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) dentro de entornos industriales exigentes.
En primera instancia, se abordó la sostenibilidad del proceso mediante la fabricación y análisis de dos utillajes de conformado simétricos: uno producido con tecnología aditiva y otro mediante métodos convencionales. Este estudio incluyó la evaluación comparativa de consumos eléctricos y de material en ambos casos, destacando las ventajas ambientales del utillaje fabricado mediante WAAM, con reducciones significativas en el material consumido, el material descartado y el consumo energético. Asimismo, se realizó un análisis metrológico detallado del utillaje WAAM para identificar optimizaciones de diseño que incrementaran aún más la sostenibilidad del proceso.
Adicionalmente, se analizó el proceso de diseño y fabricación de un utillaje de inyección optimizado, aprovechando las capacidades que ofrecen los procesos de fabricación aditiva, como la creación de canales de refrigeración internos complejos, inviables mediante técnicas convencionales, contribuyendo a la mejorar en su rendimiento.
Este análisis se complementó con la evaluación de un caso práctico, utilizando un utillaje fabricado aditivamente en un proceso industrial real. Estos estudios permitieron verificar la idoneidad de la tecnología WAAM para la producción de componentes industriales de gran tamaño.
Finalmente, se examinó la aplicación de la tecnología WAAM en la fabricación de productos finales con altos requerimientos mecánicos, enfocándose en el sector de la construcción. Para ello, se diseñaron y fabricaron diversas estructuras tipo columna con configuraciones ¿sándwich¿ auto-reforzadas, optimizadas para aprovechar las capacidades del proceso WAAM y alcanzar altas propiedades mecánicas.
En conclusión, este trabajo demuestra el potencial de la tecnología WAAM para integrarse plenamente en entornos industriales, destacando beneficios notables en términos de diseño, sostenibilidad y eficiencia en comparación con los métodos tradicionales. Además, se resalta su capacidad para reducir significativamente el consumo de material y energía, consolidándose como una alternativa prometedora para la producción en sectores con exigencias técnicas elevadas.
Resumen (otro idioma):
En este contexto, el doctorando ha desarrollado una estrategia integral para la implementación de tecnologías de fabricación aditiva de grandes dimensiones, enfocándose específicamente en la tecnología metálica WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) dentro de entornos industriales exigentes.
En primera instancia, se abordó la sostenibilidad del proceso mediante la fabricación y análisis de dos utillajes de conformado simétricos: uno producido con tecnología aditiva y otro mediante métodos convencionales. Este estudio incluyó la evaluación comparativa de consumos eléctricos y de material en ambos casos, destacando las ventajas ambientales del utillaje fabricado mediante WAAM, con reducciones significativas en el material consumido, el material descartado y el consumo energético. Asimismo, se realizó un análisis metrológico detallado del utillaje WAAM para identificar optimizaciones de diseño que incrementaran aún más la sostenibilidad del proceso.
Adicionalmente, se analizó el proceso de diseño y fabricación de un utillaje de inyección optimizado, aprovechando las capacidades que ofrecen los procesos de fabricación aditiva, como la creación de canales de refrigeración internos complejos, inviables mediante técnicas convencionales, contribuyendo a la mejorar en su rendimiento.
Este análisis se complementó con la evaluación de un caso práctico, utilizando un utillaje fabricado aditivamente en un proceso industrial real. Estos estudios permitieron verificar la idoneidad de la tecnología WAAM para la producción de componentes industriales de gran tamaño.
Finalmente, se examinó la aplicación de la tecnología WAAM en la fabricación de productos finales con altos requerimientos mecánicos, enfocándose en el sector de la construcción. Para ello, se diseñaron y fabricaron diversas estructuras tipo columna con configuraciones ¿sándwich¿ auto-reforzadas, optimizadas para aprovechar las capacidades del proceso WAAM y alcanzar altas propiedades mecánicas.
En conclusión, este trabajo demuestra el potencial de la tecnología WAAM para integrarse plenamente en entornos industriales, destacando beneficios notables en términos de diseño, sostenibilidad y eficiencia en comparación con los métodos tradicionales. Además, se resalta su capacidad para reducir significativamente el consumo de material y energía, consolidándose como una alternativa prometedora para la producción en sectores con exigencias técnicas elevadas.
Resumen (otro idioma):
Pal. clave: servicios de fabricación de productos metálicos ; ingeniería y tecnología mecánicas
Titulación: Programa de Doctorado en Ingeniería Mecánica
Plan(es): Plan 514
Área de conocimiento: Ingeniería y Arquitectura
Nota: Presentado: 09 05 2025
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2025
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Registro creado el 2025-07-10, última modificación el 2025-07-10
