La fabricación aditiva
y el camino hacia
la sostenibilidad

Actualmente, la sostenibilidad se ha convertido en una prioridad en todos los sectores industriales. La necesidad de equilibrar el crecimiento económico con la preservación del medio ambiente impulsa la búsqueda de tecnologías innovadoras que permitan reducir el impacto ambiental en todas las etapas del proceso industrial, incluida la fabricación de productos. En este contexto, la fabricación aditiva está emergiendo como una solución innovadora y efectiva por su potencial a la hora de reducir la cantidad de materia prima necesaria y los residuos generados; hasta el punto de que ya se la considera uno de los pilares fundamentales de la Industria 4.0.

¿En qué consiste exactamente
la fabricación aditiva?

Tradicionalmente, la fabricación de productos se realiza eliminando material de un bloque sólido a través de diferentes procedimientos, como corte, perforación o esmaltado. En contraste con este proceso de “fabricación sustractiva” aparece la “fabricación aditiva”, donde la elaboración de mercancías se realiza a través de la agregación de revestimientos de material. Esta adición se realiza capa por capa hasta conseguir la forma definida previamente en un modelo digital; de forma que se utiliza solo la cantidad exacta de material necesaria para crear la pieza.

Principios fundamentales
de la fabricación aditiva

El punto de partida de cualquier trabajo realizado mediante la fabricación aditiva es el diseño digital de la pieza. Los modelos tridimensionales, creados mediante un software de diseño, se traducen a posteriori en capas bidimensionales que se pueden construir sucesivamente gracias a una impresora 3D. Los materiales utilizados varían ampliamente e incluyen plásticos, metales, cerámicos, compuestos e incluso biomateriales.

Las principales tecnologías
de fabricación aditiva hoy en día son:

• Modelado por deposición fundida (MDF): Utiliza filamentos termoplásticos calentados y extruidos para construir la pieza capa por capa. Es una de las tecnologías más accesibles y comunes, especialmente en el uso doméstico y prototipado.
• Sinterización Selectiva por Láser (SLS): Utiliza láseres de alta potencia para fusionar partículas de polvo de material, como plástico o metal, y formar estructuras sólidas. Es ideal para piezas complejas y duraderas.
• Esteriolitografía (SLA): Solidifica resinas líquidas fotosensibles capa por capa mediante un láser ultravioleta. Produce piezas con gran detalle y acabados superficiales de alta calidad.
• Direct Metal Laser Sintering (DMLS): Diseñado para materiales metálicos, esta tecnología fusiona polvos metálicos usando láseres. Es ampliamente utilizado en la industria aeroespacial y médica por su capacidad para crear piezas de alta precisión y resistencia.
• Binder Jetting: Utiliza un agente aglutinante para unir capas de polvo de material, que posteriormente se solidifican mediante procesos secundarios como sinterización. Es una tecnología eficiente para la producción en masa de piezas complejas.

El impacto de la fabricación aditiva
en la sostenibilidad

Reducción del desperdicio de materiales

Uno de los beneficios más evidentes de la fabricación aditiva es la drástica reducción del desperdicio de materiales en comparación con el procedimiento sustractivo tradicional. Por ejemplo, a la hora de fabricar componentes metálicos mediante fresado, se desperdicia hasta un 90% de la materia prima; mientras que, gracias a la fabricación aditiva, este desperdicio puede llegar a ser casi inexistente. Esta ventaja es particularmente relevante en la manufactura de componentes de alto coste, como el titanio en la industria aeroespacial.

Optimización del diseño y eficiencia energética

La capacidad de fabricar geometrías complejas sin penalizaciones de coste permite diseñar componentes optimizados que no serían viables utilizando técnicas tradicionales. Por ejemplo, las estructuras reticulares ligeras creadas mediante fabricación aditiva ofrecen una relación óptima entre peso y resistencia, reduciendo el consumo de energía durante el uso del producto final.

Además, la reducción de peso que muchas veces se logra gracias a la fabricación aditiva, bien sea por los nuevos diseños permitidos, bien sea por la utilización de un nuevo material para la fabricación de los componentes; puede traducirse en ahorros sustanciales de combustible en sectores clave como el transporte de mercancías. Esto, a su vez, implica reducir las emisiones de CO₂ y, por tanto, el impacto sobre el cambio climático.

Producción local y descentralizada

Otra de las ventajas que presenta la fabricación aditiva es la producción bajo demanda y cerca del punto de utilización. Esta descentralización reduce drásticamente la necesidad de transporte y almacenamiento, dos de los principales contribuyentes a la emisión de gases de efecto invernadero en las cadenas de suministro tradicionales. Además, la capacidad de fabricar piezas in situ en zonas remotas disminuye la dependencia de un sistema de logística complejo.

Uso de materiales reciclados

El desarrollo de materiales más sostenibles está impulsando la adopción de la fabricación aditiva en contextos como el del ecodiseño. Los bioplásticos, como el PLA (ácido poliláctico), derivado de materias primas biológicas, como el maíz, representan alternativas viables a los plásticos derivados del petróleo.

De la misma forma, también está en auge el uso de materiales reciclados, permitiendo que los productos impresos en 3D contribuyan al avance de la economía circular.

La apuesta de Genesal Energy
por la fabricación aditiva

Si bien en Genesal Energy ya se habían hecho pruebas de fabricación aditiva en el contexto del proyecto NextFactory, no ha sido hasta 2024 cuando se ha dado el paso definitivo hacia la integración de esta tecnología en sus procesos industriales. Como parte de un proyecto cofinanciado por la Xunta de Galicia, la empresa ha adquirido una impresora 3D de última generación con el objetivo de reducir la huella de carbono de sus grupos electrógenos.

Una de las primeras iniciativas ha sido la aplicación de esta tecnología en el diseño de la línea de grupos electrógenos estándar de la empresa. Tras realizar cálculos oportunos y diversas pruebas de modelado y de aplicación de materiales, se ha demostrado que el uso de componentes impresos en 3D no solo disminuye el desperdicio de material, sino que también optimiza el rendimiento del equipo. Los resultados han sido tan prometedores que en Genesal Energy planeamos ampliar el uso de estas técnicas a más proyectos en el futuro.

Además de los beneficios medioambientales, esta tecnología también abre nuevas posibilidades para la personalización de productos y la fabricación de piezas complejas que mejoran la eficiencia operativa de los grupos electrógenos. Esto refuerza el compromiso de Genesal Energy con la innovación y la sostenibilidad en un sector crítico como el de la energía.