Éxito de las impresoras en metal 3D de Meltio: ExxonMobil reduce un 42% sus costes en un dispositivo de seguridad y pasa de esperar 4 semanas a 58,8 horas
ExxonMobil instala en su refinería de Baton Rouge, Luisiana, tecnología de deposición de metal por láser (LMD) de Meltio, utilizando la impresora 3D de metal industrial Meltio M600, la tecnología industrial de deposición por energía dirigida (DED). Gracias a la innovación adoptada para un dispositivo de seguridad que evita derrames -sustitución de mecanizado por impresión 3D- el coste se redujo en un 42 % y los plazos para tener piezas a disposición se redujo drásticamente, pasando de unas 4 a 6 semanas estimadas a exactamente 58,8 horas.
La solución final surgió al rediseñar un dispositivo protector antiderrame para la maquinaria. La multinacional petrolera está usando por primera vez titanio como material de fabricación gracias a la tecnología diseñada en Linares.
«Antes de la DED por hilo, nunca habíamos pensado en utilizar piezas de titanio porque era muy caro, pero tras pasar a la tecnología de Meltio descubrimos que es bastante asequible», aseguran desde el equipo de ingenieros de ExxonMobil en Estados Unidos.
«Este exitoso caso de uso industrial pone de relieve algo muy significativo para el sector: la fabricación aditiva de metales ya no es una tecnología de laboratorio, sino una herramienta industrial real para sectores críticos como la energía, la petroquímica y la defensa. La capacidad de fabricar componentes complejos de titanio al tiempo que se reducen los costes, los plazos de entrega y la dependencia logística supone un cambio radical».
«El sector del petróleo y el gas es uno de los ámbitos en los que nuestra tecnología aporta mayor valor añadido, especialmente dada la necesidad de piezas resistentes a la corrosión, a altas temperaturas y a entornos extremos. La capacidad de producir o reparar componentes de titanio de forma rápida y local supone una enorme ventaja estratégica para los operadores y las grandes empresas energéticas», afirmó José Luis Sánchez, director general de Meltio.
«En Meltio llevamos tiempo defendiendo que el futuro pasa por fabricar más cerca del punto de uso, con cadenas de suministro más resilientes y sostenibles. Casos como este confirman precisamente esa visión: menor dependencia de fuentes externas, menos existencias, menos tiempos de inactividad y una mayor capacidad de respuesta industrial».
«Históricamente, el titanio ha sido un material limitado por sus elevados costes de mecanizado y fabricación. La fabricación aditiva con filamentos metálicos abre la puerta a la democratización de su uso industrial, haciendo que aplicaciones que antes eran inviables sean ahora económicamente viables». «Además, este tipo de avances encajan perfectamente con la nueva necesidad global de soberanía industrial y autonomía tecnológica. Europa necesita sus propias capacidades para fabricar componentes críticos, y tecnologías como la nuestra serán clave para esa transformación».
- Identificación del cuello de botella
El dispositivo anticapilar existente, diseñado para evitar que el aceite se filtrara por los cables del termopar hasta el interior de la caja del instrumento, adolecía de importantes limitaciones de diseño y funcionamiento.
- Cambio al titanio 64: superación de las limitaciones metalúrgicas y térmicas
La primera decisión fue pasar del material original a uno más eficiente y eficaz. Tras considerar y probar varias opciones, se optó por el titanio 64: Se trata de un material más ligero y económico en comparación con el original, y un material ya parametrizado con la tecnología de Meltio.
Sin embargo, la adaptación de estos componentes de alta resistencia a la fabricación aditiva planteó distintos obstáculos metalúrgicos y operativos.
Requisitos atmosféricos: El material elegido, el titanio 64, requiere un entorno estrictamente inerte para alcanzar unas propiedades microestructurales óptimas. La generación de esta atmósfera exige aproximadamente una hora y media de tiempo de máquina para eliminar el oxígeno antes de la impresión.
Limitaciones térmicas: El titanio requiere un tiempo mínimo de capa de siete minutos para evitar el sobrecalentamiento, lo que hace que la producción estándar de una sola pieza sea ineficiente debido a los excesivos tiempos de inactividad.
Defectos de deposición: Las pruebas iniciales de impresión del cuerpo principal revelaron oxidación superficial causada por la acumulación térmica localizada, junto con un exceso de material en las alas de sujeción laterales. Además, los rápidos movimientos de desplazamiento durante la impresión desplazaron físicamente el cuerpo principal no anclado, lo que provocó que el láser perdiera el enfoque.
- Fabricación aditiva estratégica: del utillaje a medida a la deposición avanzada
Los equipos de ingeniería aprovecharon el sistema Meltio M600 para llevar a cabo un rediseño completo de la pieza, adaptado a la impresión en 3 ejes.
Ingeniería de fijaciones a medida
Para maximizar la eficiencia de la inertización de la cámara, los ingenieros fabricaron mediante aditivos una fijación a medida utilizando SS-316Lsi depositado sobre una placa base de SS304. Este utillaje permitió la producción en serie de cuatro componentes simultáneamente, lo que aumentó de forma natural los tiempos de reposo entre capas y eliminó los problemas de oxidación de la superficie.
Estrategias de deposición avanzadas
El cuerpo principal se rediseñó con un límite de saliente de 75 grados. Para evitar estructuras de soporte complejas, el equipo implementó un enfoque de impresión no planar. Utilizando las funciones de sondeo del M600, la máquina ejecutó un toque de salida del eje Z en el punto más bajo del sustrato, depositando elementos directamente sobre la superficie curva. La tapa también se rediseñó para incorporar perímetros huecos diseñados específicamente para albergar un sellador de silicona.
Reducción del 42 % en los costes y del 90 % en los plazos de entrega.
Logro conseguido por ExxonMobil tras incorporar la tecnología de Meltio
- Cuantificación del impacto
La transición al proceso LMD de Meltio reportó ventajas operativas decisivas.
Eficiencia financiera
Caso práctico real de Meltio y Exxon Mobil:
