Tres pesos pesados ​​de la industria francesa, Safran, Naval Group y Vallourec, demostraron la realidad de la impresión 3D en sus procesos de fabricación, en el salón Global Industrie, celebrado en Villepinte (Seine-Saint-Denis) del 25 al 28 de marzo. La mesa redonda en la que participaron se centró en la fabricación aditiva de piezas metálicas, y en los ejemplos concretos implementados en estas tres empresas.

"Es real, es una herramienta", insiste con convicción David Leutard, director de programas del campus de fabricación aditiva de Safran. "Hemos llamado a este proceso fabricación aditiva de metales, como cualquier otro proceso especial destinado a la aviación civil o militar". Naval Group, por su parte, ha fabricado bloques hidráulicos para barcos mediante sinterización directa de metales por láser (DMLS) para soportar presiones muy altas. "Y esto no es una PoC", recuerda Patrice Vinot, responsable de materiales e innovación de procesos en Naval Group. "Estas piezas tendrán la misma vida útil que el barco". En 2020, el fabricante también produjo una hélice para el buque cazaminas Andromède mediante fabricación aditiva por arco de alambre (WAAM), en colaboración con Ariane Group. Con esta técnica de impresión 3D, robots de soldadura controlados digitalmente a partir de datos de diseño depositan capas de alambre de metal fundido por arco eléctrico.

El fabricante de soluciones tubulares para la industria Vallourec también utiliza waam para su sector de actividad histórico, el petróleo y el gas, pero también en otras actividades como la energía, por ejemplo con juntas de estanqueidad para sistemas hidráulicos. "Sí, la fabricación aditiva de metales está realmente madura y cualificada", confirma Sylvie Dubois-Decool, directora general a cargo de servicios y nuevas líneas de negocio en Vallourec. "Estas piezas las utilizan nuestros clientes industriales".

La necesidad de un sector francés

El reto para las tres empresas es ahora crear un sector francés de fabricación aditiva, desde el principio hasta el final, incluso en lo que se refiere a la fabricación de equipos de impresión 3D. Vallourec intenta desarrollar un ecosistema en la región de Valenciennes (norte). Desde el año pasado, ya dispone de 4 robots de impresión aditiva de metal en su centro de I+D y producción de Aulnoye-Aymeries (59). "Por tanto, ya hemos repatriado la fabricación al departamento del Norte, pero también estamos desarrollando todo un ecosistema en torno a él", explica el director general. "En la fase inicial, con el textil, por ejemplo, para los hilos metálicos, pero también en la fase final para el mecanizado, los ensayos no destructivos, la radiografía, etc."

De izquierda a derecha, Sylvie Dubois-Decool, directora general a cargo de servicios y nuevas líneas de negocio en Vallourec, Patrice Vinot, responsable de Innovación de Materiales y Procesos en Naval Group, y David Leutard, director de programas de campus de fabricación aditiva en Safran. (crédito: ED)

"Es un reto importante", afirma también David Leutard, de Safran. "Está la cuestión del alambre para el waam, pero para nosotros todo empieza con la fabricación del polvo, nuestra materia prima para el DMLS. Después, necesitamos la fusión (del material, nota del editor), y al final del proceso, el corte, el tratamiento térmico, el tratamiento de superficie para el pulido mecánico o químico, los ensayos no destructivos, etc. E incluso la explotación de los datos de fabricación para el control". Para el subcontratista aeronáutico y aeroespacial es esencial encontrar todos los proveedores de servicios de esta cadena. Sobre todo porque está desplegando su programa Rise (Innovación revolucionaria para motores sostenibles) para producir motores de avión diseñados para reducir el consumo y las emisiones de GEI de los aviones de aquí a 2035. "Las piezas de estos motores destinados a los Airbus A320 o los Boeing 737 se fabricarán íntegramente mediante fabricación aditiva", continúa el director de programas del campus de fabricación aditiva de Safran. Por tanto, es absolutamente necesario desarrollar una cadena de suministro adecuada en Francia".

Colaboración entre industriales

Por la misma razón, en el marco del plan Francia 2030, Naval Group se ha asociado, entre otros, con el proveedor de células de fabricación aditiva VLM robotics, Cetim (Centro Técnico de Industrias Mecánicas), Janus, la Escuela Central, etc. para lanzar un programa de apoyo a los futuros campeones franceses de la fabricación aditiva. "Existe un interés evidente en establecer este tipo de red para los fabricantes, que son los usuarios finales", continúa, "pero además, la gestión por parte de Cetim ofrece acceso a estas tecnologías a los subcontratistas que de otro modo no tendrían los medios". Es esencial para que toda la cadena industrial se adapte, según los participantes en la mesa redonda.

El hecho es que "las máquinas de proceso waam, por ejemplo, no son ni francesas ni europeas hoy en día", afirma Patrice Vinot. Industrias sensibles como la de defensa preferirían que estos equipos no vinieran de Asia o del otro lado del Atlántico". Un tema delicado, como coinciden las tres empresas, aunque ya fabrican muchas piezas aditivas, esto no es suficiente para mantener a flote a los fabricantes de equipos de impresión 3D.

Una reducción del 20 al 30% en la masa de las piezas producidas

Desde hace años se habla de la fabricación aditiva como un transformador de la industria. Una manera de desarrollar su uso y, por tanto, de dinamizar el sector, es compartir los resultados concretos de quienes ya la utilizan. Si hacemos caso a Vallourec, Safran y Naval Group, la transición está en marcha y está generando un verdadero retorno de la inversión. "En primer lugar, el fabricante pasa de la producción convencional a una nueva tecnología", explica Sylvie Dubois-Decool, de Vallourec, "y debe demostrar de forma eficaz que la misma pieza, con las mismas características, tiene la misma calidad al llegar". A continuación, sus equipos copian y pegan la pieza utilizando los dos métodos de fabricación. "Una vez conseguido esto, podemos tener plena libertad para explotar las especificidades de la fabricación aditiva de metales". Una vez dado este primer paso, el diseño industrial puede repensarse por completo. "A veces podemos producir tres piezas en una, ahorrar materias primas y, por tanto, eliminar los costes ocultos", continúa Sylvie Dubois-Decool. "Pero tenemos que cambiar la forma de pensar en la producción, ir más allá y definir procesos que generen ahorros".

Safran ya demuestra con cifras las ventajas diferenciales de la fabricación aditiva de metal, con piezas más ligeras, menor consumo de materias primas, descarbonización del proceso, etc. "En la fabricación aditiva, reducimos la masa de las piezas de los aviones entre un 20 y un 30%", explica David Leutard. Esto conlleva inevitablemente una reducción del consumo de combustible del avión. Pero la impresión 3D de metal también adapta el consumo de energía y materias primas necesario en la producción a las necesidades exactas. "Una pieza de un kilo requiere 4 kg de materia prima en la fundición. En la fabricación aditiva, pesa solo 800 g y requiere solo 1,2 kg de materia prima".

Casos de uso para compartir

"Es cierto que el volumen de piezas sigue siendo bajo", reconoce David Lieutard. "Pero estamos aumentando la capacidad de producción de esta manera, mientras que hace poco estábamos todavía en la era de los prototipos. Por eso estamos 100% seguros de que nuestros motores se fabricarán de forma nativa en 3D en 2035". Y no hay que olvidar la creciente competitividad de las lanzaderas espaciales, que exige añadir valor. Reducir la masa de las piezas producidas podría marcar la diferencia.

Naval Group confirma la existencia de obstáculos para el desarrollo de la fabricación aditiva. Patrice Vinot describe este caso de uso con un ROI de varios millones de euros que finalmente no vio la luz, debido a la reticencia del cliente y al coste del proyecto. Para David Lieutard de Safran, fabricantes como Safran, Vallourec y Naval Group han adquirido conocimientos y desarrollado buenas prácticas que pueden compartir para intentar eliminar las barreras y dar lugar a un sector francés.