Exploración de estructuras multimateriales en ALM con la ETH de Zúrich

La ETH de Zúrich, a veces conocida en inglés como Swiss Federal Institute of Technology in Zürich, se remonta a 1855 y figura regularmente en las clasificaciones internacionales como una de las mejores universidades del mundo. Es una institución que se enorgullece del ingenio, el trabajo en equipo y la búsqueda de la excelencia para afrontar los retos mundiales.

Estos son los principios que la ETH de Zúrich aporta a un proyecto de tres años en el que colabora con Capgemini Engineering para desarrollar soluciones de inteligencia artificial en el diseño de estructuras multimaterial para la Fabricación Aditiva por Capas (ALM). Para este proyecto, un equipo dirigido por Ramón Antelo, Director de Tecnología de Fabricación y Operaciones Industriales de Capgemini Engineering, ha unido sus fuerzas a un grupo de investigadores supervisados por el profesor Markus Bambach, del Laboratorio de Fabricación Avanzada, en la ETH de Zúrich.

Rendimiento y sostenibilidad

Las propiedades físicas de los materiales siempre han sido un factor importante en el rendimiento de los productos, pero con la llegada de las técnicas ALM en los últimos años, la forma en que se fabrican y utilizan esos materiales sólo va a aumentar en importancia. Se trata de un método de fabricación preciso, que reduce los residuos y que puede llevarse a cabo de forma distribuida en lugar de sólo en grandes centros fabriles. Por estas razones, puede reducir significativamente la necesidad de transporte. Además, el uso de ALM para crear estructuras multimaterial puede mejorar notablemente el rendimiento de los productos. En resumen, el potencial para llevar la sostenibilidad de la fabricación a nuevos niveles es considerable.

La asociación de investigación de tres años entre la ETH de Zúrich y Capgemini Engineering, que comenzó en abril de 2023, se centrará en el descubrimiento de nuevas combinaciones de materiales que puedan imprimirse utilizando tecnologías ALM estándar. También en este caso hay posibilidades de aumentar la sostenibilidad. Por ejemplo, un producto podría beneficiarse tanto de una alta conductividad térmica como de una baja dilatación térmica, pero se trata de propiedades contradictorias, así que ¿cómo podrían conciliarse y cómo podría lograrse la adhesión necesaria para unir capas de materiales adecuados?

La inteligencia artificial y el aprendizaje automático desempeñan un papel importante en el proyecto de investigación. «Utilizamos la IA y el ML de tres formas fundamentales», explica Ramón Antelo.

“En primer lugar, estas tecnologías inteligentes nos ayudarán a descubrir de antemano qué combinaciones de materiales ofrecerán las propiedades deseadas. En segundo lugar, pueden guiarnos a la hora de determinar si estas combinaciones pueden conseguirse con ALM. Y en tercer lugar, pueden contribuir a nuestra evaluación de la sostenibilidad global, porque tenemos que tener en cuenta dónde se producirán los materiales, su fabricabilidad, la energía que se necesitará para producirlos y el impacto social que puedan tener.”

Ramon Antelo, Director de Tecnología para Fabricación y Operaciones Industriales, Capgemini Engineering

Es un proyecto muy emocionante». El profesor Bambach, de la ETH de Zúrich, cree que los conocimientos compartidos por ambas organizaciones ayudarán a revolucionar muchas industrias. “Nos centramos en diseñar la próxima generación de soluciones multimateriales para productos de alto rendimiento”, afirmó.