Medición inteligente de la altura de capa en procesos DED-LB con polvo metálico

LORTEK, en colaboración con DGH (empresa del Groupe ADF), ha desarrollado una solución innovadora de control predictivo para procesos de fabricación aditiva metálica DED-LB (Directed Energy Deposition – Laser Beam). Este avance, realizado en el marco del proyecto Tecmadiva, permite un ajuste automático de los parámetros clave del proceso y garantiza una deposición estable capa a capa, mejorando la calidad, la eficiencia y la trazabilidad en la fabricación aditiva avanzada.

El sistema se ha diseñado para adaptarse de forma flexible a distintos entornos industriales ya sean células robóticas, equipos CNC u otras plataformas de fabricación, integrándose en arquitecturas productivas conectadas y modulares.

Entre los principales desafíos del proceso DED-LB, también conocido como Laser Metal Deposition (LMD), destaca el control de la geometría y la altura de cada capa depositada, un parámetro esencial para asegurar la repetibilidad y la calidad de la pieza final. Frente a los sistemas clásicos de control manual o PID, LORTEK ha implementado un controlador predictivo basado en modelos (Model Predictive Control, MPC) que optimiza dinámicamente la potencia del láser y la velocidad de deposición en función del estado térmico y geométrico de la pieza.

Los ensayos realizados en la célula robótica flexible DED-LB de LORTEK, que combina cinemática cartesiana y robótica multieje con alimentación multimaterial, demuestran mejoras significativas: capas más uniformes, menor ondulación, mejor acabado superficial y mayor eficiencia energética y de uso del polvo metálico.

El desarrollo se complementa con un sistema de medición de altura de capa en tiempo real, basado en un perfilómetro láser integrado en el cabezal de fabricación. Este dispositivo genera mapas tridimensionales del componente y calcula con precisión micrométrica las variaciones geométricas, permitiendo mantener la distancia óptima entre el cabezal y la pieza (standoff distance) y asegurar la correcta interacción entre el polvo y el haz láser.

Por su parte, DGH ha adaptado su software Trajectory Manager al proceso DED-LB, automatizando la gestión de trayectorias y facilitando el control de parámetros mediante una interfaz HMI intuitiva. Esta arquitectura conectada, basada en PLC industrial, permite su integración en plataformas Edge, Cloud o híbridas, alineadas con los principios de digitalización y trazabilidad del proyecto Tecmadiva.

La combinación del control predictivo MPC y la medición inteligente de altura de capa ofrece ventajas clave para la industria metalúrgica y de fabricación avanzada:

• Mayor uniformidad dimensional y reducción de defectos.
• Aumento de la eficiencia energética y del aprovechamiento del polvo metálico.
• Automatización adaptativa del proceso térmico.

Este avance representa un paso decisivo hacia una fabricación aditiva metálica más inteligente, autónoma y eficiente, donde el uso de sensórica avanzada, análisis de datos y control predictivo permite optimizar procesos y reducir el impacto energético.

Con esta tecnología, LORTEK refuerza su liderazgo en fabricación aditiva DED-LB, contribuyendo al desarrollo de soluciones industriales sostenibles y a la consolidación de la industria 4.0.

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