Diseño avanzado, simulación e inteligencia artificial para impulsar la fabricación aditiva metálica.
Cubicoff continúa avanzando en el proyecto de I+D METALIA, una iniciativa centrada en el desarrollo de nuevas soluciones para mejorar la fabricación aditiva de componentes metálicos mediante la aplicación de herramientas avanzadas de diseño, simulación e inteligencia artificial.
La fabricación aditiva, comúnmente conocida como impresión 3D, permite crear componentes mediante la deposición sucesiva de material capa a capa. Esta tecnología abre nuevas posibilidades para fabricar geometrías complejas que serían muy difíciles, o incluso imposibles, de obtener mediante procesos de fabricación convencionales.
METALIA investiga cómo aprovechar estas posibilidades a lo largo de toda la cadena de desarrollo de un componente: desde el diseño de su geometría y la simulación de su comportamiento hasta el propio proceso de fabricación y la posterior validación de los resultados.
El papel de Cubicoff en METALIA
Dentro del proyecto, Cubicoff trabaja en el desarrollo y optimización de geometrías avanzadas específicamente concebidas para su fabricación mediante tecnologías aditivas.
Su aportación combina diseño geométrico avanzado, simulación mecánica y CFD, análisis del proceso de impresión y validación, con el objetivo de transformar una geometría inicial en un diseño optimizado y preparado para su fabricación.
El trabajo se desarrolla mediante un proceso iterativo:
Diseño → Simulación → Análisis → Rediseño → Validación
Este enfoque permite estudiar virtualmente distintas alternativas antes de fabricar físicamente los componentes, reduciendo la incertidumbre durante el desarrollo y facilitando la toma de decisiones sobre el diseño.
Intercambiadores de calor con estructuras TPMS
Una de las líneas de investigación desarrolladas por Cubicoff dentro de METALIA se centra en el diseño de intercambiadores de calor con estructuras internas TPMS (Triply Periodic Minimal Surfaces).
Estas estructuras presentan geometrías tridimensionales continuas y altamente complejas que permiten disponer de una gran superficie de intercambio dentro de un volumen reducido. Su incorporación al interior de un intercambiador modifica además el recorrido de los fluidos, abriendo nuevas posibilidades para optimizar el comportamiento térmico del componente.
En el demostrador desarrollado dentro del proyecto, Cubicoff parte de la geometría base del intercambiador e integra una estructura TPMS adaptada a su volumen útil. Posteriormente, el diseño se analiza mediante simulaciones CFD (Computational Fluid Dynamics) para estudiar cómo circulan los fluidos por su interior y cómo se produce la transferencia de calor.
El modelo analiza el comportamiento de dos fluidos de trabajo —aceite como fluido caliente y agua como fluido frío— y permite visualizar la distribución de temperaturas, identificar gradientes térmicos y estudiar cómo influye la geometría interna en el intercambio de calor.
Simular antes de fabricar
La simulación constituye una herramienta fundamental dentro de este proceso. Antes de fabricar el demostrador, Cubicoff puede comparar diferentes configuraciones, analizar el comportamiento del flujo y la transferencia térmica e identificar posibles mejoras en el diseño.
El trabajo no se limita al comportamiento del componente durante su funcionamiento. Cubicoff también estudia el propio proceso de fabricación aditiva, analizando aspectos como la orientación de la pieza, los soportes necesarios y las posibles deformaciones y tensiones generadas durante la impresión.
De esta forma, diseño, cálculo, simulación y fabricación se integran dentro de un mismo flujo de trabajo orientado a desarrollar componentes metálicos complejos de una forma más eficiente y controlada.
Con su participación en METALIA, Cubicoff continúa reforzando su actividad en I+D+i aplicada a la ingeniería industrial, combinando diseño avanzado, simulación y fabricación aditiva para explorar nuevas soluciones y trasladarlas a aplicaciones industriales reales.
El proyecto cuenta con la financiación del Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (CDTI) y de la Agencia Estatal de Investigación.