CIM UPC: un innovador acero más sostenible y económico a los aceros tradicionales nacerá en el marco del proyecto SUMMSEED

El proyecto SUMMSEED (Sustainable Medium Manganese Steels for coste-efficient applications in Heavy Industries) tiene como objetivo desarrollar aceros que reduzcan su actual alto contenido en manganeso por un nivel medio (MMnS) y que se adapten a procesos industriales de colada y remanufactura por impresión 3D (en la disruptiva tecnología LW-DED), ofreciendo una alternativa más sostenible y económica a los aceros tradicionales. Estos nuevos materiales, con un coste de producción más bajo respecto a los aceros Hadfield tradicionales, combinarán la alta resistencia, ductilidad y durabilidad, y se podrán aplicar tanto a la fabricación como la reparación de componentes, promoviendo la economía circular. El proyecto apuesta por una aproximación transversal, desde el diseño de la aleación hasta la validación final, con impactos positivos en emisiones, recursos y ocupación al Sector europeo del Acero.

La Fundació Centre CIM, también conocida como CIM UPC, entidad perteneciente a la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), participa en nuevo e innovador proyecto coordinado por la UPC fruto del cual se obtendrá el acero más sostenible y económico del mercado. Concretamente, se trata del proyecto SUMMSEED (Sustainable Medium Manganese Steels for coste-efficient applications in Heavy Industries), el objetivo del cual es el desarrollo de aceros con contenido medio de manganeso (MMnS) adaptados a las condiciones industriales de colada, así como a la remanufactura mediante deposición de energía láser dirigida sobre filamento metálico (LW-DED) de la que CIM UPC es pionera en su aplicación). La reducción del contenido en manganeso va a favor de las políticas europeas de disminución de la dependencia de materias primas críticas.

Este objetivo busca establecer una producción más sostenible para aplicaciones en industrias pesadas. Los MMnS quieren cubrir la demanda actual de aceros composicionalmente más ligeros, pero muy resistentes, versátiles y deformables, con un coste de producción más bajo y un rendimiento mejorado respecto a los aceros Hadfield tradicionales.

La versatilidad del concepto de material desarrollado dentro de SUMMSEED permitirá su uso, tanto en colada como en DED. Así, se investigará la viabilidad de los MMnS para la reparación, promoviendo una economía circular y la extensión de la vida útil de componentes de valor. Además, el proyecto demostrará que los MMnS desarrollados cumplen con la resistencia, tenacidad, ductilidad y resistencia al desgaste requeridas para estas aplicaciones, estableciendo estos atributos como elementos clave para su adopción.

Objetivo del proyecto y resultados esperados
El proyecto SUMMSEED cuenta con el soporte del Fondo de Investigación para el Carbón y el Acero (RFCS-2024) - NextGeneration EU, que incluye las medidas de acompañamiento (AM), proyectos piloto y de demostración (PDP), y generales de investigación (RPJ).

Este proyecto, pionero al Sector Metalúrgico, se basa en una colaboración interdisciplinaria entre las siguientes empresas e instituciones: CIM UPC, UPC, SIDENOR R+D, TU Delf, MELTIO, TUBAF y, SANDVIK; que proporcionan la experiencia y las capacidades de los socios a lo largo de toda la cadena de fabricación: desde el diseño de la aleación, la producción del material base, la colada y la remanufactura por fabricación aditiva DED, hasta la validación de la calidad de los componentes. Esta hoja de ruta se refuerza con pruebas microanalíticas y mecánicas, así como con caracterizaciones avanzadas en laboratorio e "in situ" con sincrotrón.

Recientemente, todos los miembros integrantes del proyecto se reunieron en un interesante kick-off  en el campus de la UPC en el Besós (EEBE).

Hasta ahora, la mayor parte de los adelantos previstos se han centrado en la metalurgia física de los MMnS a nivel de laboratorio y en su procesamiento termo-mecánico, que implica etapas de deformación costosas. El proyecto explotará técnicas de conformación "near-net shape", como la colada, para la fabricación eficiente en costes de componentes mineros, y la fabricación aditiva DED para la reparación de piezas, estableciendo así una cadena de valor circular.

En definitiva, el proyecto SUMMSEED representa el primer enfoque para transferir la metalurgia de los MMnS a condiciones industrialmente relevantes con técnicas de conformación "near-net shape" de alta aplicabilidad, tomando como demostrador equipamiento industrial utilizado en la minería. Se ha elegido un enfoque sinérgico que combina el desarrollo de la aleación y del proceso para superar los retos técnicos, económicos y de sostenibilidad que estos materiales presentan hasta ahora.

Para José María Cabrera, director general de CIM UPC, "Nuestro objetivo está claro desde la fundación, transformar la investigación en innovación aplicada, acelerando la adopción de tecnologías emergentes y colaborando estrechamente con empresas e instituciones para construir un modelo industrial más eficiente, sostenible e inteligente".

"Con este innovador proyecto, se prevé que este nuevo material - continúa el Dr. Cabrera - ofrezca un rendimiento de servicio superior a los aceros Hadfield actualmente utilizados y establezca una cadena de valor de producción más sostenible, mediante la reducción de elementos de aleación y la reutilización de piezas en final de vida mediante DED".

"Mientras que la mayor parte de los adelantos previos sobre aceros con contenido medio de manganeso se han centrado en la metalurgia física a nivel de laboratorio y en el procesamiento termo-mecánico - concluye el director general de CIM UPC- SUMMSEED es pionera en el desarrollo de este material para técnicas industriales de forma próxima a la final (near-net shape) y rentables. Los impactos previstos del proyecto incluyen la reducción de emisiones de CO₂, la disminución de la dependencia de materias primas críticas y la creación de nuevas oportunidades de crecimiento económico y de generación de ocupación al Sector Siderúrgico europeo".

El coordinador del proyecto, Pere Barriobero, considera que "SUMMSEED se trata de una colaboración interdisciplinaria que proporciona experiencia y las capacidades de los socios a lo largo de toda la cadena de fabricación: desde el diseño de la aleación, la producción de materias primas, los procesos de fabricación hasta la validación de la calidad de los componentes; guiada por caracterización en el laboratorio y caracterización avanzada al sincrotrón".

Líneas de Investigación Pioneras
CIM UPC es un centro tecnológico de referencia con una actividad intensa y diversa en investigación y desarrollo tecnológico orientado a la industria. Su enfoque combina conocimiento científico, experiencia práctica y capacidad de ejecución para generar innovación tangible que se pueda transferir y aplicar al sector productivo.

Sus líneas de investigación, todas ellas pioneras en sus segmentos de mercado (Salud, Hormigón, Metal, Híbrida, Magnética, Industria 4.0), se articulan entorno a tecnologías de fabricación avanzada, con especialización en fabricación aditiva, diseño 3D, automatización, sistemas ciberfísicos y sostenibilidad. Así, la entidad desarrolla proyectos que no solo exploran nuevas capacidades técnicas, sino que también buscan generar impacto industrial real y promover la competitividad empresarial.

Sobre  CIM UPC
Liderando la impresión 3D,  CIM UPC tiene como misión transferir conocimientos de ingeniería y de gestión de la tecnología, así como facilitar herramientas a las empresas y a los profesionales para que puedan crear y mejorar sus productos y procesos de fabricación. Comprometido con la sociedad y la Industria,  CIM UPC sirve a su entorno haciendo progresar la fabricación digital y las tecnologías de la producción mediante la formación, la transferencia tecnológica y la investigación. De este modo, acerca la realidad empresarial en la universidad y ayuda al tejido industrial a conseguir la máxima competitividad tecnológica.

CIM UPC se ha caracterizado desde sus orígenes por la polivalencia de las actividades que realiza. Algunas de las más relevantes son:

• Planta Piloto, con servicio de Producción de prototipos y preseries a medida hechos por impresión 3D y mecanización avanzada, así como diferentes laboratorios para diversos ensayos con las innovadoras impresoras Direct Ink Writting, y otras tecnologías para proyectos industriales y en especial para hacer piezas metálicas.
• Diseño y producción de equipos de Fabricación Avanzada a medida, viabilizando nuevos procesos productivos basados en impresión 3D.
• Innovación abierta. Proyectos de investigación nacionales, individuales o en colaboración (como ahora los miembros de la red XaRFA (Red de Referencia en Fabricación Aditiva de Cataluña) y europeos con socios internacionales.
• Diseño, fabricación y venta de impresoras 3D de sobremesa para profesionales y empresas (diferentes modelos, derivados de sus spin-off BCN3D y ARIDDITIVE).
   

CIM UPC tiene sus orígenes en el año 1990, constituyéndose en fundación de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) en 2005. Desde esa fecha, la entidad, este año en su 35 Aniversario, también colabora con otros centros tecnológicos y/o universitarios de investigación, lidera  la mencionada XarFA, red centrada en fabricación avanzada. Finalmente, desarrolla propuestas tecnológicas innovadoras y potencia infraestructuras de investigación aplicada para desarrollar proyectos en diversos ámbitos tecnológicos.

Más información: CIM UPC: https://www.cimupc.org