Piezas impresas 3D a partir de biomateriales de restos alimentarios
08/10/2020
En el marco del proyecto europeo BARBARA, en el que ha participado el centro tecnológico zaragozano AITIIP, se han desarrollado nuevos materiales de base biológica a partir de restos de alimentos para impresión 3D.
Recientemente ha concluido, tras cuatro años de desarrollo, el proyecto europeo BARBARA. Este proyecto une investigación en química básica (procesos de biorefinería), ingeniería de materiales e industria 4.0. Sus resultados han sido nuevos materiales biobasados de altas prestaciones a partir de desperdicios alimentarios. Con dichos biomateriales se han fabricado prototipos para los sectores de automoción y construcción.
Los materiales han permitido piezas de aplicación industrial con funcionalidades innovadoras y propiedades de alto valor añadido. Dichas piezas han sido producidas utilizando la tecnología de deposición de filamento fundido (FFF, Fused Filament Fabrication), la más extendida para la impresión 3D o fabricación aditiva.
Ocho nuevos materiales
Así, en el marco del proyecto se han desarrollado prototipos demostradores como embellecedores de puertas de automóviles, frentes de salpicaderos o moldes y utillajes para fabricar nudos para celosías de vigas y estructuras de construcción.
Estas piezas se procesaron con éxito a partir de ocho nuevos materiales con los que se fabricaron varias bobinas de filamento adecuadas para esta tecnología de impresión 3D.
Los materiales contenían como polímeros principales poliéster y poliamida mezclados con polisacáridos obtenidos del maíz, así como aditivos principales procedentes de la granada (pigmentos y mordantes), pigmento y fragancia de limón y cáscara de almendra, que confieren a los materiales diferentes colores, fragancias y texturas con propiedades antimicrobianas y antioxidantes.
Automoción y construcción
Aunque los resultados de BARBARA son válidos también para otros sectores, se escogieron los de construcción y automoción por sus características. Concretamente, por el alto impacto, mercado y potencial de crecimiento y negocio. También, porque reúnen las necesidades de productos tecnificados y de moldes y utillajes avanzados.
Desde Aitiip consideran que el proyecto permite crear nuevas cadenas de valor impulsando la impresión 3D más allá de su uso exclusivo para prototipos. Así, se han conseguido obtener piezas finales de gran calidad que comienzan a ser una realidad en el vehículo eléctrico. Del mismo modo los moldes y utillajes logrados, cada vez se utilizan más dentro del concepto de fabricación híbrida.
En la misma línea, esta iniciativa hará posible, además, el crecimiento de estas industrias en el marco del sector europeo de la bioeconomía y la economía circular.
Más detalles del proyecto
BARBARA (Biopolymers with advanced functionalities for building and automotive parts processed through additive manufacturing) ha contado con un presupuesto de 2,7 millones de euros. La mayor parte de dicha cantidad ha sido aportada por la Comisión Europea, a través del Biobased Bioindustries Joint Undertaking (BBI).
En el proyecto, enmarcado en el programa multianual de investigación e innovación de la Unión Europea Horizonte 2020), han participado 10 socios de España, Italia, Suecia y Bélgica.
Además de su coordinación Aitiip también se ha encargado del desarrollo de un nuevo proceso de impresión 3D y de la fabricación de los prototipos demostradores.
En cuanto a los otros socios, FECOAM ha sido el proveedor de desperdicios alimentarios. Celabor, KTH y la Universidad de Alicante han desarrollado los procesos químicos de extracción de las moléculas funcionales y polisacáridos. Nurel ha suministrado los biopolímeros comerciales. La Universidad Italiana di Perugia ha desarrollado el material a nivel de laboratorio y Tecnopackaging a nivel piloto, además de fabricar las bobinas de material para impresión. Por su parte, Acciona Construcción y el Centro Ricerche FIAT han sido los socios industriales encargados de validar los prototipos.
Próximos pasos
Ahora, el consorcio BARBARA se plantea como siguiente objetivo llevar las investigaciones a desarrollo experimental. Para ello se empleará un proyecto de demostración que permita escalar los materiales biobasados y tecnologías de procesado a nivel semiindustrial.
De esta manera se logrará ampliar el campo de aplicación, incluyendo nuevos materiales, sectores y aplicaciones.
Para ello, se requerirá una inversión de 3 millones de euros. Ello supondrá la generación de al menos 13 puestos de trabajo cualificado y un retorno de 4 millones de euros en 5 años.
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