Materiales metálicos avanzados, redefinen la industria

Inicio
Noticias
Materiales metálicos avanzados, redefinen la industria

Comunicate con el proveedor:

Contactar

!noticia guardada!

Descubre los últimos avances en materiales metálicos y su impacto en la industria médica, automotriz y aeroespacial.

En el vertiginoso mundo de la tecnología y la innovación, mantenerse al día con los últimos avances en materiales metálicos es esencial para la industria médica, automotriz y aeroespacial, entre otras. Dado que las propiedades y beneficios de los nuevos materiales, representan cambios en la flexibilidad, peso, mejoras en el diseño, ductilidad entre otras características. Mantenerse a la vanguardia en este tema proporciona a las industrias múltiples beneficios, dependiendo del sector y la aplicación.

Industria metalmecánica en general: los nuevos materiales metálicos permiten la creación de herramientas y maquinaria más duraderas y eficientes, optimizando procesos de manufactura y reduciendo costos operativos.
Médica: los metales avanzados juegan un papel crucial en el desarrollo de implantes, prótesis y dispositivos médicos, mejorando la calidad de vida de los pacientes y posibilitando tratamientos más efectivos.
Industria automotriz: se beneficia enormemente de la investigación en nuevos metales ligeros y resistentes, que contribuyen a la fabricación de vehículos más seguros y con mayor eficiencia energética.
Aeroespacial: la constante evolución de los materiales metálicos permite la construcción de aeronaves más livianas, incrementando la seguridad y la eficiencia del combustible en vuelos comerciales y exploraciones espaciales.

Aeroespacial como pionera en nuevas aleaciones metálicas

Alberto Urbiola, Director General de Sandvik Coromant México, detaca que ante el crecimiento de la industria aeroespacial, esta compañía ha desarrollado materiales innovadores como las aleaciones de níquel y cromo, y los composites de fibra de carbono, que aportan mayor resistencia y ligereza a las aeronaves.

Es así que la industria aeroespacial continúa siendo la principal promotora del desarrollo y la adopción de nuevas aleaciones metálicas. Estas innovaciones no solo buscan mejorar la eficiencia y seguridad de las aeronaves, sino también reducir su impacto ambiental.

En este contexto, el mecanizado de metales en esta industria ha experimentado notables avances con la introducción de herramientas de corte avanzadas. Se han desarrollado herramientas fabricadas con materiales de mayor dureza y resistencia al desgaste, como el carburo, cerámicas y diamante policristalino (PCD), que son esenciales para trabajar con aleaciones resistentes como el titanio y las superaleaciones a base de níquel.

Además, los recubrimientos avanzados aplicados a estas herramientas, como el nitruro de titanio (TiN) y el carbonitruro de titanio-aluminio (TiAlCN), han mejorado significativamente la vida útil de las herramientas y han permitido velocidades de corte más altas, optimizando así la eficiencia del mecanizado.

Walter Tools es un fabricante de herramientas de corte ofreciendo soluciones personalizadas para aplicaciones específicas en la industria aeroespacial. David Gallegos, Product and Application Trainer en Walter Tools destaca "el mecanizado de materiales avanzados utilizados en la industria aeroespacial, como el titanio, aluminio y aleaciones de níquel, presenta desafíos técnicos muy específico...incluimos la investigación y desarrollo constante de herramientas de corte avanzadas, la optimización de la geometría de las herramientas y el asesoramiento técnico a los clientes para garantizar un mecanizado eficiente y preciso de materiales avanzados, además de poder añadir confiabilidad del proceso, parámetros de corte óptimos y siempre buscar la mayor vida útil".

Evolución del acero: nuevos componentes y aplicaciones

La industria del acero se encuentra en un proceso de transformación continuo, impulsado por innovaciones en materiales y aleaciones que optimizan el rendimiento, la durabilidad y la sostenibilidad. En este marco, el acero desempeña un papel crucial en múltiples aplicaciones dentro de la industria metalmecánica, resultando esencial para la fabricación de maquinaria, equipos, estructuras metálicas, componentes automotrices y elementos destinados a la construcción naval y aeroespacial.

Si hablamos de fabricación de maquinaria y equipos industriales, el acero es altamente valorado por su durabilidad y capacidad para soportar grandes cargas. Este material es indispensable en la construcción de maquinaria pesada y herramientas que requieren una alta resistencia para operar en condiciones extremas.

El acero es ampliamente reconocido en la industria médica debido a sus propiedades únicas, como la biocompatibilidad y la resistencia a la corrosión. En ortopedia y cirugía, se utiliza para fabricar implantes y prótesis, incluyendo tornillos, placas, clavos, marcapasos, válvulas cardíacas, y articulaciones artificiales.

Para adentrarnos en las innovaciones en el acero, es necesario rescatar que estos “nuevos materiales” han dado lugar a desarrollos significativos en aceros de alta resistencia y bajo peso, aceros inoxidables avanzados, aleaciones especiales y prácticas sostenibles. Los aceros avanzados de alta resistencia (AHSS) y los aceros ultra-resistentes (UHSS) combinan alta resistencia y ductilidad, lo que los hace ideales para reducir el peso de los vehículos y mejorar la eficiencia de combustible en la industria automotriz.

Para el caso de los aceros inoxidables duplex y superausteníticos, estos ofrecen una alta resistencia mecánica y a la corrosión, siendo utilizados en la industria petroquímica, marina, química y alimentaria debido a su capacidad para resistir ambientes agresivos.

En el ámbito de las aleaciones especiales, los aceros con alta resistencia a la oxidación y alta tenacidad a baja temperatura representan avances significativos. Los primeros son esenciales para la industria energética, ya que mantienen su integridad a altas temperaturas, mientras que los segundos son desarrollados para condiciones extremas como la exploración ártica. Estas innovaciones mejoran el rendimiento de los materiales y abren nuevas posibilidades en aplicaciones industriales desafiantes.

Grafeno y otros nuevos materiales

El grafeno y los cuasicristales, presentan propiedades excepcionales que podrían transformar el diseño industrial. No obstante, su implementación a nivel industrial aún se encuentra en una etapa incipiente. Este material se extrae del grafito y se compone de carbono puro, la Agencia Internacional de Energía proyecta que entre 2024 y 2029, los principales productores de grafito en el mundo serán Mozambique, Madagascar y China.

En el último año, algunas compañías asiáticas han implementado el uso de grafeno en teléfonos móviles para mejorar su conductividad. De igual manera, se han utilizado fragmentos de cuasicristal en utensilios de cocina y herramientas quirúrgicas para incrementar su durabilidad. A pesar de que no se han alcanzado avances industriales significativos, la investigación en grafeno está recibiendo importantes inversiones.

Le puede interesar: Nuevos materiales y aleaciones transforman la industria automotriz

Avances en recubrimientos duales

Los procesos de deposición física de vapor (PVD) y deposición química de vapor (CVD), que comenzaron a utilizarse en los años 80, se emplean para aplicar recubrimientos ultradelgados y resistentes a altas temperaturas en dispositivos mecánicos, ópticos y electrónicos.

En el ámbito de la innovación en materiales, Urbiola explica que Sandvik Coromant utiliza metal duro, compuesto principalmente de carburo de tungsteno y cobalto, en sus plaquitas. Además, la empresa ha patentado un recubrimiento innovador denominado CVD Inveio™, que mejora notablemente la durabilidad y dureza de estos componentes, reduciendo la necesidad de estructuras voluminosas y robustas.

Este recubrimiento se distingue por la orientación uniforme de sus cristales, lo que incrementa significativamente su resistencia. Gracias al uso de materiales más tenaces, ya no es necesario emplear componentes grandes y pesados en una única estructura. Ahora, los diseñadores son cada vez más exigentes en la selección de materiales para diversas partes de automóviles y aeronaves.

Aleaciones de titanio

El titanio y sus aleaciones, especialmente la Ti6Al4V, destacan por sus excepcionales propiedades. La aleación Ti6Al4V es reconocida por su excelente relación resistencia-peso, lo que implica que ofrece una alta resistencia mecánica con una baja densidad de aproximadamente 4.43 g/cm³. Esto la hace ideal para aplicaciones donde la ligereza y la robustez son esenciales.

Además, presenta una alta resistencia a la corrosión, esencial para su desempeño en ambientes hostiles, como aplicaciones biomédicas, donde la resistencia a los fluidos corporales es crucial. Su capacidad osteointegradora permite que se integre eficazmente con el tejido óseo humano, favoreciendo su uso en implantes médicos.

En la industria aeroespacial, el Ti6Al4V se utiliza en componentes estructurales de aviones y motores debido a su combinación de ligereza y alta resistencia. En la industria automotriz, se emplea en la producción de componentes de alto rendimiento que requieren resistencia y bajo peso, como sistemas de escape y piezas del motor.

Cerámicas de alúmina y circonio: Precisión y durabilidad

Las cerámicas de alúmina (óxido de aluminio) y circonio (óxido de circonio) son materiales extremadamente duros y resistentes al desgaste, manteniendo su integridad estructural bajo condiciones adversas. Su capacidad para ser pulidas hasta obtener superficies de baja fricción es beneficiosa en aplicaciones que requieren movimientos continuos y precisos. Además, su alta estabilidad química y resistencia a la corrosión son esenciales para su uso en el campo médico y en herramientas de corte.

En la fabricación de herramientas de corte para instrumentos quirúrgicos, su dureza y capacidad para mantener un filo preciso son cruciales para la eficiencia y seguridad en los procedimientos médicos.

Por su parte en la industria aeroespacial, estas cerámicas se emplean en las boquillas de motores a reacción debido a su resistencia a altas temperaturas y abrasión. En la industria automotriz, se utilizan en sistemas de frenos y componentes de motores que requieren alta resistencia al desgaste.

Impulsando el futuro

La evolución y la innovación en los materiales metálicos y sus aleaciones están redefiniendo el sector, marcando un antes y un después en la industria moderna, esto se evidencia con los avances en aleaciones avanzadas de acero, y el uso creciente de materiales como el grafeno y las cerámicas de alúmina y circonio.

El futuro de la industria se vislumbra prometedor con la continua investigación y desarrollo de estos materiales inteligentes, que seguirán transformando la manufactura, la medicina, la automoción y la industria aeroespacial, entre otras. Mantenerse a la vanguardia de estos avances no es solo una ventaja competitiva, sino una necesidad imperativa para cualquier empresa que aspire a liderar en la era de la innovación y la sostenibilidad.