La Agencia Europea de Defensa (EDA) seleccionó el proyecto «De Chips a Piezas: Circularidad de las virutas de titanio desde el mecanizado hasta la fabricación aditiva» (CHIPART) dentro de una convocatoria para impulsar la pruebas de concepto relacionadas con la economía circular en el sector defensa.
El proyecto liderado por el Centro Tecnológico IDONIAL aborda la dependencia europea del titanio importado, contribuyendo a los objetivos de la Ley de Materias Primas Críticas de la UE al promover el reciclaje y la circularidad en los sectores de defensa e industrial. El proyecto abrirá un nuevo camino para las cadenas de suministro de titanio locales y sostenibles, y un uso más amplio de las aleaciones de titanio en aplicaciones de alto rendimiento.
El titanio se utiliza ampliamente en las industrias militar y civil debido a su excepcional relación resistencia-peso, durabilidad y resistencia, lo que lo hace ideal para aplicaciones como turbinas de aeronaves, componentes de artillería, válvulas submarinas y blindaje protector ligero. Sin embargo, su elevado coste, debido a la complejidad del procesamiento y al suministro limitado, limita su adopción generalizada.
CHIPART, liderado por IDONIAL, busca abordar estos desafíos transformando las virutas de titanio en productos de alto valor, aptos para aplicaciones militares. Combinado con la fabricación aditiva, este enfoque permite equipos de protección más personalizados y diseños de blindaje optimizados. El reciclaje del titanio no solo reduce el impacto ambiental, sino que también refuerza la resiliencia de la cadena de suministro europea. Sin embargo, estos beneficios deben validarse mediante las pruebas de concepto de CHIPART, tanto en el procesamiento como en la demostración de la confianza en el material reciclado.
Circularidad del titanio
CHIPART busca realizar una prueba de concepto que demuestre la valorización de la chatarra de Ti-6Al-4V, procedente del mecanizado, en productos de alto valor añadido mediante fabricación aditiva (FA) en pasos sencillos y de bajo consumo energético.
Objetivos:
- Optimizar los procesos de reciclaje de Ti para minimizar el impacto ambiental mediante fresado mecánico y evaluar los resultados mediante un Análisis del Ciclo de Vida (ACV) simplificado.
El titanio está incluido en la lista de materias primas críticas de Europa y es cada vez más esencial debido a sus aplicaciones actuales y futuras. Hoy en día, el reciclaje de titanio se exporta a países productores de lingotes y materiales o se canaliza a sistemas de reciclaje a gran escala donde se mezclan y corrigen diferentes tipos de materiales.
CHIPART busca ofrecer un producto específico de alta calidad a partir de una fuente secundaria de titanio seleccionada. Este enfoque proporciona un conocimiento claro de la composición de la aleación, reduce los costos de clasificación y elimina pasos innecesarios, ya que CHIPART convierte las virutas mecanizadas directamente en polvo, en lugar de producir primero lingotes. - Producir piezas de fabricación aditiva de calidad a partir de polvo reciclado no esférico, adaptando los parámetros para las tecnologías de fusión de lecho de polvo láser (LPBF) y deposición de energía dirigida (DED), y validando el rendimiento del material.
Las tecnologías de fabricación aditiva están ganando relevancia en todos los sectores gracias a su potencial para la optimización del diseño, la flexibilidad de implementación y las capacidades de producción sin herramientas, lo que allana el camino para el almacenamiento digital. Sin embargo, los procesos de fabricación aditiva suelen basarse en polvos esféricos altamente controlados para garantizar la estabilidad del proceso y minimizar la porosidad. Sin embargo, ciertas aplicaciones pueden tolerar grados de polvo alternativos o niveles de porosidad ligeramente superiores, lo cual también puede mitigarse mediante el diseño o el posprocesamiento - Definir una ruta de reciclaje económicamente viable para el titanio, comparando las rutas de valorización locales y externas para impulsar la industrialización futura.
Las tecnologías convencionales para la producción de polvo de titanio se basan en procesos de fusión, que consumen mucha energía y dependen en gran medida de recursos fósiles. CHIPART propone un enfoque alternativo basado en el fresado de bolas/anillos, un proceso mecánico que no requiere refundición y puede implementarse a menor escala.
CHIPART entregará los siguientes resultados principales:
- Informe sobre los costes ambientales del tipo de enfoque de reciclaje.
- Plan de negocio sobre el enfoque de circularidad con escenarios internos y externos.
- Demostración de la producción de piezas en casos de uso con LPBF y DED con polvo no esférico.
- Informe sobre pruebas y casos de uso de piezas.