La innovació en l’acer.......

• Més sostenible i econòmic

• Amb menys manganès

• Tot un projecte de futur

• Per processos industrials

• Amb un cost de producció més baix

• Coordinat per la UPC - BarcelonaTech

La Fundació Centre CIM, també coneguda com a CIM UPC, entitat pertanyent a la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), participa en un nou i innovador projecte coordinat per la UPC fruït del qual s’obtindrà l’acer més sostenible i econòmic.

El projecte

SUMMSEED (Sustainable Medium Manganese Steels for cost-efficient applications in Heavy Industries) té com a objectiu desenvolupar acers que redueixin el seu actual alt contingut en manganès per un nivell mitjà (MMnS) i que s’adaptin a processos industrials de colada i remanufactura per impressió 3D (en la disruptiva tecnologia LW-DED), tot oferint una alternativa més sostenible i econòmica als acers tradicionals. Aquests nous materials, que prometen un cost de producció més baix respecte als acers Hadfield tradicionals, combinaran l’alta resistència, ductilitat i durabilitat, i es podran aplicar tant a la fabricació com a la reparació de components, promovent l’economia circular. El projecte aposta per una aproximació transversal, des del disseny de l’aliatge fins a la validació final, amb potencial d’impactes positius en emissions, recursos i ocupació al Sector europeu de l’Acer.

Recentment, tots els membres integrants del mateix van reunir-se en un interessant kick-off de projecte al campus de la UPC al Besòs (EEBE).

Concretament, es tracta del projecte SUMMSEED (Sustainable Medium Manganese Steels for cost-efficient applications in Heavy Industries), l’objectiu del qual és el desenvolupament d’acers amb contingut mitjà de manganès (MMnS) adaptats a les condicions industrials de colada, així com a la remanufactura mitjançant deposició d’energia dirigida amb filament metàl·lic (LW-DED) de la que CIM UPC és pionera en la seva aplicació. La reducció del contingut en manganès va a favor de les polítiques europees de disminució de la dependència de matèries primeres crítiques.

Aquest objectiu busca establir una producció més sostenible per a aplicacions en indústries pesants. Els MMnS volen cobrir la demanda actual d’acers composicionalment més lleugers, però molt resistents, versàtils i deformables, amb un cost de producció més baix i un rendiment millorat respecte als acers Hadfield tradicionals.

La versatilitat del concepte de material desenvolupat dins de SUMMSEED permetrà el seu ús, tant en colada com en DED. Així, s’investigarà la viabilitat dels MMnS per a la reparació, promovent una economia circular i l’extensió de la vida útil de components de valor. A més, el projecte demostrarà que els MMnS desenvolupats compleixen amb la resistència, tenacitat, ductilitat i resistència al desgast requerides per a aquestes aplicacions, establint aquests atributs com a elements clau per a la seva adopció.

Objectiu del projecte i resultats esperats

El projecte SUMMSEED compta amb el recolzament del Fons de Recerca per al Carbó i l’Acer (RFCS-2024) - NextGeneration EU, que inclou les mesures d’acompanyament (AM), projectes pilot i de demostració (PDP), i generals de recerca (RPJ).

Aquest projecte pioner al Sector Metal·lúrgic es basa en una col·laboració interdisciplinària entre les següents empreses i institucions: CIM UPC, UPC, SIDENOR R+D, TU Delft, MELTIO, TUBAF i, SANDVIK; que proporcionen l’experiència i les capacitats dels socis al llarg de tota la cadena de fabricació: des del disseny de l’aliatge, la producció del material base, la colada i la remanufactura per fabricació additiva DED, fins a la validació de la qualitat dels components. Aquest full de ruta es reforça amb proves microanalítiques i mecàniques, així com amb caracteritzacions avançades en laboratori i “in situ” utilitzant tècniques sincrotró.

Recentment, tots els membres integrants del projecte van reunir-se en un interessant kick-off al campus de la UPC al Besòs (EEBE).

Fins ara, la major part dels avenços s’han centrat en la metal·lúrgia física dels MMnS a nivell de laboratori i en el seu processament termo-mecànic, que implica etapes de deformació costoses. El projecte explotarà tècniques de conformació “near-net shape”, com la colada, per a la fabricació eficient en costos de components miners, i la fabricació additiva DED per a la reparació de peces, establint així una cadena de valor circular.

En definitiva, el projecte SUMMSEED representa el primer enfocament per transferir la metal·lúrgia dels MMnS a condicions industrialment rellevants amb tècniques “near-net shape” d’alta aplicabilitat, prenent com a demostrador equipament industrial emprat a la mineria. S’ha triat un enfocament sinèrgic que combina el desenvolupament de l’aliatge i del procés per superar els reptes tècnics, econòmics i de sostenibilitat que aquests materials presenten fins ara.

Per a José María Cabrera, director general de CIM UPC “El nostre objectiu és clar des de la fundació, transformar la recerca en innovació aplicada, accelerant l’adopció de tecnologies emergents i col·laborant estretament amb empreses i institucions per construir un model industrial més eficient, sostenible i intel·ligent”.

“Amb aquest innovador projecte, es preveu que aquest nou material - continua el Dr. Cabrera - ofereixi un rendiment de servei superior als acers Hadfield actualment utilitzats i estableixi una cadena de valor de producció més sostenible, mitjançant la reducció d’elements d’aliatge i la reutilització de peces en final de vida mitjançant DED”.

“Mentre que la major part dels avenços previs sobre acers amb contingut mitjà de manganès s’han centrat en la metal·lúrgia física en l'àmbit de laboratori i en el processament termo-mecànic - conclou el Director General de CIM UPC- SUMMSEED és pionera en el desenvolupament d’aquest material per a tècniques industrials de forma propera a la final (near-net shape) i rendibles. Els impactes previstos del projecte inclouen la reducció d’emissions de CO₂, la disminució de la dependència de matèries primeres crítiques i la creació de noves oportunitats de creixement econòmic i de generació d’ocupació al sector siderúrgic europeu”.

El coordinador del projecte, Pere Barriobero, considera que “SUMMSEED es tracta d’una col·laboració interdisciplinària que proporciona experiència i les capacitats dels socis al llarg de tota la cadena de fabricació: des del disseny de l'aliatge, la producció de matèries primeres, els processos de fabricació fins a la validació de la qualitat dels components; guiada per caracterització al laboratori i caracterització avançada al sincrotró.”

Línies de Recerca Pioneres

CIM UPC és un centre tecnològic de referència amb una activitat intensa i diversa en recerca i desenvolupament tecnològic orientat a la indústria. El seu enfocament combina coneixement científic, experiència pràctica i capacitat d’execució per generar innovació tangible que es pugui transferir i aplicar al sector productiu.

Les seves línies de recerca, totes elles pioneres en els seus segments de mercat (Salut, Formigó, Metall, Híbrida, Magnètica, Indústria 4.0), s’articulen entorn de tecnologies de fabricació avançada, amb especialització en fabricació additiva, disseny 3D, automatització, sistemes ciberfísics i sostenibilitat. Així, l’entitat desenvolupa projectes que no només exploren noves capacitats tècniques, sinó que també busquen generar impacte industrial real i promoure la competitivitat empresarial.

Sobre CIM UPC

Liderant la impressió 3D, CIM UPC té com a missió transferir coneixements d'enginyeria i de gestió de la tecnologia, així com facilitar eines a les empreses i als professionals perquè puguin crear i millorar els seus productes i processos de fabricació. Compromès amb la societat i la indústria, CIM UPC serveix al seu entorn fent progressar la fabricació digital i les tecnologies de la producció mitjançant la formació, la transferència tecnològica i la recerca. D'aquesta manera, acosta la realitat empresarial en la universitat i ajuda al teixit industrial a aconseguir la màxima competitivitat tecnològica.

CIM UPC s'ha caracteritzat des dels seus orígens per la polivalència de les activitats que realitza. Algunes de les més rellevants són:

• Planta Pilot, amb servei de Producció de prototips i presèries a mesura fets per impressió 3D i mecanització avançada, així com diferents laboratoris per a diversos assajos amb les innovadores impressores Direct Ink Writing, i altres tecnologies per a projectes industrials i en especial per fer peces metàl·liques.
• Disseny i producció d'equips de Fabricació Avançada a mida, viabilitzant nous processos productius basats en impressió 3D.
• Innovació oberta. Projectes de recerca nacionals, individuals o en col·laboració (com ara els membres de la xarxa XaRFA (Xarxa de Referència en Fabricació Additiva de Catalunya) i europeus amb socis internacionals.
• Disseny, fabricació i venda d'impressores 3D de sobretaula per a professionals i empreses (diferents models, derivats de les seves spin-off BCN3D i ARIDDITIVE).

CIM UPC té els seus orígens l'any 1990, constituint-se en fundació de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) l'any 2005. Des d'aquesta data, l'entitat, enguany en el seu 35è Aniversari, també col·labora amb altres centres tecnològics i/o universitaris de recerca i lidera l’esmentada XarFA, xarxa centrada en fabricació avançada. Finalment, desenvolupa propostes tecnològiques innovadores i potencia infraestructures de recerca aplicada per a executar projectes en diversos àmbits tecnològics.