Tratamendu Termikoen VI. Forum Teknikoak, TRATER DAY 2023, formatu presentzialari heldu dio berriro, eta sektoreko enpresa erreferenteak bildu ditu, baita beren produktuei tratamendu termikoak aplikatzen dizkieten sektore estrategikoen ordezkaritza esanguratsua ere.
Metalezko osagaiak fabrikatzen eta erabiltzen dituzten industrien erronka eta eskakizun gero eta handiagoekin bat etorriz, tratamendu termikoen sektoreak erronka bati aurre egin behar dio: irtenbide berritzaile eta eraginkorrak proposatu eta sartzea oso zorrotzak diren sektoreetan, aeronautikara, ontzigintzara edo automobilgintzara bideratutako material eta produktuen ezaugarriak eta iraunkortasuna hobetzeko.
Sektorerako erreferentziazko berrikuntza batzuk partekatzeko eta ezagutarazteko helburuarekin, TABIRA GALDAKETA INSITUTUAk, AZTERLAN Metalurgia Ikerketa Zentroak eta TRATER PRESSek Tratamendu Termikoko VI. Forum Teknikoa egin zuten urriaren 17an, TRATER DAY izenez ere ezaguna. Izaera tekniko nabarmeneko agenda baten inguruan, ekitaldiaren antolakuntzak enpresa eta industria-profesional ugari biltzea lortu zuen, bi urteren ondoren formatu presentzialean berriro egin den topaketa batean.
Jardunaldiaren programan MONOCROM, ESI GROUP, GH INDUCTION GROUP, NIPPON GASES eta OERLIKON BALZERS, npresetako lehen mailako teknikari eta espezialistek parte hartu zuten, baita AZTERLAN Zentro Teknologikoak berak eta MUNDU GALDAKETA ERAKUNDEAK (WFO) ere. Topaketa ESI GROUPek bultzatu zuen, eta DEK Durangaldea Empresa Ekimena eta EUSKALIT erakundeen laguntza ere izan zuen.
TABIRA GALDAKETA INSTITUTUKO eta AZTERLANeko ordezkariek, hurrenez hurren, I. F. Tabirako idazkari nagusi José Javier Gonzálezek eta AZTERLANeko zuzendari orokor Garikoitz Artola doktoreak ordezkatuta, ongietorria egin ondoren, saioa MONOCROM laser enpresa fabrikatzailearen Key Note batekin hasi zen, Bartzelonan egoitza duen konpainiako Application Solution Manager Igor Alexander doktorearen eskutik.
Aurkezpenean, Alexanderrek tratamendu termikoko teknologiarekin diodozko laserren stack-ak erabiltzeak dakartzan abantailak jorratu zituen, eta nabarmendu zuen “diodozko laserrek stack formatuan berotzeko aplikazioei ahalbidetzen dieten malgutasuna, modulartasuna eta zehaztasuna”.
Hurbilketa orokorra berotze-sektore eta -tenperatura oso desberdinetako espektro bati aplikatutako azterketa-kasu batzuetan bereizi zen, eta horrek tratamendu termikoetan laserren aplikazioen aldakortasuna islatu zuen. Aurkeztutako aplikazioen artean, honako hauek nabarmendu ziren: txapa-lerroetan integratutako bigungarritze-prozesuekin lotutakoak, crash osagaietan plastikozko errotulen eremuak sortzea, jada txasis-multzo konplexuetan mihiztatuta, eta pinturen gainazala lehortzeko eta/edo lehortzeko prozesuak. Kasuistika horren barruan, MONOCROMeko adituak “beroketa-sistema konbentzionalen eta laser-sistema moldagarrien arteko sinergiak aprobetxatzearen abantaila izugarria” azaldu zuen. Baieztapen horri eutsiz erabilera-kasu bat aurkeztu zuen. Kasu horretan, begizta itxiko kontroldun laser-sistemen konbinazioak, erresistentzien labe konbektibo baten irteeran instalatuak, aukera ematen zuen ontze-prozesuaren amaiera piezaz pieza doitzeko, behar zuten eremuetan potentzia termikoa modu esklusiboan aplikatuz.
Aurkezpenak entzuleen interesa piztu zuen, eta hori agerian geratu zen galdera-tarte parte-hartzailean. Bertan, atal lodiak tratatzeko laser teknologiaren aplikazioa ere eztabaidatu zen.
Bilkurak tratamendu termikoen industriako zein honen balio kateko adituen interesa piztu zuen.
Gaurkotasun handiko beste teknologia batekin jarraituz, hala nola diseinu- eta fabrikazio-prozesuari aplikatutako simulazio- eta iragarpen-tresnekin, ESI GROUP simulazio-softwarea garatzen duen enpresako Igor Pérez Villalobosek tratamendu termiko birtualaren gaitasunak eta erronkak aurkeztu zituen, konpainiak garatutako Sysweld softwarearen bidez, eraginkortasun energetikoa, produktibitatea eta prozesuaren gaineko kontrolaren gehikuntza nabarmenduz.
Simulazioan adituaren hitzetan, “eraginkortasun energetikoa, CO2 emisioak murrizteko asmoz”, da simulazioak tratamendu termikoaren ondorio termikoak aztertzeko duen erronka industrial nagusietako bat, tratamendu termikoko prozesu eraginkorragoak eta energia-mailan kostu txikiagokoak egitea ahalbidetuz.
Aldi berean, fokua produktibitatean jarrita, ESI Groupeko ordezkariak azaldu zuen simulazioak “ziklo-denborak murrizten eta prototipo birtualak egiten laguntzen duela, benetako saiakuntza fisikoen ordez birtualak eginez eta ziklo termikoak minimizatzeko hainbat diseinu egitea ahalbidetuz, gainera, eragiketa-kostuak murrizten laguntzen baitute”. Ildo beretik, eta prozesu industrialen automatizazio, digitalizazio eta kontrolerako teknologiak gero eta gehiago sartzeari lotuta, Pérez Villalobosek teknologia horrek eskaintzen dituen aukerak azpimarratu zituen. “Biki digitalak eta prozesua kontrolatzeko teknologiak bezalako teknologiekin konbinatuta, tratamendu termikoen simulazioak simulazio prediktiboa egitea ahalbidetzen du, baita denbora errealean simulatzea ere, erabakiak hartzea errazteko”.
Tratamendu termikoen simulazioa fabrikazio-prozesuaren beste fase batzuekin integratzea izan zen ESI Groupen aurkezpenean nabarmendu zen beste puntu nagusietako bat. “Ezin dugu ahaztu tratamendu termikoak prozesu ondokoak direla, eta beste transformazio-prozesu batzuen ondoren datozela, hala nola forjaketa, estanpazioa edo galdaketa. Simulazio-teknologiei esker, fabrikazio-prozesuaren analisiak eta ondorengo tratamendu termikoa lotu daitezke”.
Azalpena amaitzeko, ESI Groupeko adituak hainbat azterketa-kasuren bidez tratamendu termikoei aplikatutako simulazioaren aplikazioak ilustratu zituen, eta software-garatzaileek, zentro teknologikoek eta irakaskuntza-zentroek osatutako ekosistemak industrian tratamendu termikoak txertatzeko funtsezko elementu traktore eta bideratzaile gisa duen garrantzia azpimarratu zuen.
Hurrengo hitzaldia, Sergio Forner Garcíaren eskutik, GH INDUCTION GROUPeko Sales Area Manager (Spain and Portugal), digitalizazio eta fabrikazio gehigarriko teknologietara bideratu zen. Bere hitzaldian, Fornerrek nabarmendu zuen simulazio-tresnen garrantzia industria-eskari berrietara egokitzeko eta prozesuen eraginkortasuna hobetzeko, “energia-kostuak, lan-orduak eta material-hondakinak aurreztea” bultzatuz.
Berrikuntza teknologiko gisa, labe industrialen enpresa fabrikatzailearen ordezkariak GHk bobinak fabrikatzeko patentatutako teknologia ezagutarazi zuen, EBM (Electron Beam Melting) fabrikazio-prozesuaren bidez. Kasu honetan, “fabrikazio gehigarriko prozesu bat da, atmosfera kontrolatu batean egiten dena, tenperatura altuan, eta geruzaz geruza egiten da”. Fornerrek iraultzailetzat jo zuen 3D fabrikazioko teknologia hori, abantaila garrantzitsuak eskaintzen baititu forma konplexuak garatzeko, bobinen pisua murrizteko eta kostuak aurrezteko gaitasunari dagokionez.
Tratamendu Termikoko Forum Tekniko honetako hizlari eta kolaboratzaileen taldea.
Goizeko azken hitzaldia AZTERLANeko Burdin Galdaketa Teknologien arduradun Aitor Loizagak egin zuen. Galdaketaren ondoren burdinazko osagaietan metatutako hondar-beroaren aprobetxamenduari buruzko hitzaldi bat partekatu zuen, eta tenple bainitikoen familiaren tratamendu termiko bat egiteko erabili zuen, kanpoko energia-ekarpenik gabe.
Loizagak azaldu zuen bezala, “hondar-beroaren aprobetxamendua oso modu kontrolatuan egin behar da eta abiapuntuko metalaren konposizio kimikoa egokitu behar da”. Ildo horretan, Loizagak galdaketa bainitikoko graduak lortzeko hozte-profil egokiak aurkeztu zituen, ADI (Austempred Ductile Iron) izenez ere ezagutzen direnak. Azaldu zuen nola, know-how egokiarekin, konposizio kimikoa eta desmoldekatze- eta mantentze-sekuentzia ingurune isolatzailean diseinatu daitezkeen, propietate homogeneoak lortzeko, baita sekzio-aldaketa garrantzitsuak dituzten osagaietan ere.
Galdaketan adituak adierazi zuen AZTERLANek hamar urte baino gehiago daramatzala prestazio handiko tratamendu eta material mota horiek garatzen, eta azpimarratu zuen kontzeptua erraza bada ere, haren aplikazioa ez dela zuzena, eta oraindik oztopo teknikoak daudela jada instalatuta dauden galdaketa-enpresetan erabiltzeko. “Moldekatze-lerro guztiek ez dute ahalbidetzen osagaia tenperatura egokian dagoen unean prozesatu nahi diren moldeetara sartzea”. Hala ere, Loizagak ziurtatu zuen ADI online tratamenduak eskaintzen dituen onurek, kostuei eta entrega-epeei dagokienez, justifikatzen dutela esparru hori ikertzen eta garatzen jarraitzea.
TRATER DAY 2023 arratsaldeko saioan, tratamendu termikoaren eta industriako karbono-aztarnaren murrizketaren arteko lotura aztertu zen. Eztabaida horretan, WFOren (Munduko Galdaketa Erakundea – World Foundry Organization) ikuspegia izan zen, José Javier González idazkari nagusiaren bitartez.
Erronka testuinguruan jarrita, Gonzálezek adierazi zuen “berotegi-efektuko gasen emisioak murriztu behar direla dioen mezua zalantzarik gabekoa dela. Oro har, indarrean dauden akordioek gero eta presio handiagoa eragin dute industria-sektore guztietan deskarbonizazioaren alde”. Bere hitzetan, erronka horretan aurrera egiteko, beharrezkoa dirudi modu sistematikoan aztertzea egitura energetikoaren eta CO2 isurien arteko erlazioa industriaren barruan. “CO2aren guztizko murrizketa hornitutako elektrizitatearen karbono-intentsitatearen araberakoa da. Horrek esan nahi du industria siderurgikoa ekologikoagoa egiteko premisetako bat sektore elektrikoaren deskarbonizazioa dela”.
Azaldu zuenez, industriako energia-ekarpenen %20 eta %50 artean hondar-bero gisa galtzen dira, eta adierazi zuen beroaren kantitatea eta tenperatura eta azken erabilera bideragarria izatea funtsezkoak direla tratamendu termikoak deskarbonizazioari egiten dizkion ekarpenekin lotuta. Hala, WFOko idazkari nagusiak adierazi zuenez, “tratamendu termikoak aukera handiak eskaintzen ditu iturri gisa eta hondar-beroaren erabilera gisa. Iturri gisa, prozesuaren ihes-gasak eta piezen berotasuna erabil daitezke. Erabilera gisa, tenperatura baxuan suberatzeko eta berotzeko labeak hondar-beroaren fluxuez balia daitezke”.
Eraginkortasun energetikoko neurriak materialen birziklapenarekin eta bestelako berrikuntzekin gainjartzen diren egoera posible guztien barruan, nabarmendu zuen hidrogenoak zeregin garrantzitsua izan dezakeela industria-deskarbonizazioko helburuak lortzeko, baina “gaur egun ziurgabetasun eta arrisku handiko berrikuntza da, horrek dakartzan erronkengatik, nahiz eta horretan buru-belarri lan egiten ari den”.
Atmosferara egiten diren CO2 emisioak murrizteko mundu mailako kezka hori lotuta, Jorge Visus-ek (NIPPON GAS España, S.L.U. enpresaren Combustion & Heat Treatings Market Manager) hidrogenoak erregai gisa dituen erronkei modu espezifikoagoan heldu zien.
Visus-ek indartu zuen bezala, H2 etorkizuneko energia-iturri posible gisa ezartzen da. Europako Batzordea industrian H2 erabiltzea sustatzen ari da, eta, epe laburrean, gas naturalaren eta hidrogenoaren nahasketak erregai gisa erabiltzea planteatzen da. Erronka teknologiko horren aurrean, gasetan adituak azpimarratu zuenez, “premiazkoa da gas naturalaren eta hidrogenoaren nahasketekin lan egiteko gai diren erregailuak garatzea, baita %100 H2 ere”. Oxierrekuntzako erregailuekin energia aurreztea ere alderdi garrantzitsu gisa nabarmendu zen, adituaren arabera “oxigenoarekin egindako errekuntzak berotze-prozesuetan erregai kantitate handia aurrezten du, keek zenbat eta irteera-tenperatura handiagoa izan orduan eta handiagoa”.
Erregai gisa hidrogenoa erabiltzeak dituen erronkei dagokienez, WFOko arduradunarekin izandako elkarrizketan jada oso garrantzitsutzat jotzen zen Europan industria-deskarbonizazioaren erronkak lortzeko, Nippon Gasen arduradunak identifikatu zuen “%100 GN, %100 H2 eta bi erregaiak nahasteko edozein portzentaje erabiltzea ahalbidetuko duten erregailuak garatzea”, baita sugarraren tenperatura igotzea, keen konposizioa aldatzea, hidrogenoa hornitzeko logistika eta kostua ere.
Jarraian, eta teknologiari dagokionez herena aldatuz, OERLIKON BALZERS COATING SPAIN enpresak, Sales Manager Juan Carlos Cengotitabengoak ordezkatuta, konpainiak garatutako azalera-soluzioen azken berrikuntzak aurkeztu zituen, PVD estaldurak (Physical Vapour Deposition). Bere hitzetan, estaldura horiek aurrerapen handia izan dute azken urteetan, ezaugarri esanguratsuak eskainiz eta estaldura-lodiera handiagoak lortzea ahalbidetuz. “PVDk lurruna fisikoki uztea esan nahi du. DBP akabera hori lortzeko, huts handian egiten da prozesua, eta, gehienetan, 150 eta 500 ºC arteko tenperaturan”.
OERLIKON BALZERSen ordezkariak aurkeztutako PVD estalduren artean, karbono-estaldurak nabarmentzen dira, aparteko gogortasuna (60-70 GPa), higadurarekiko erresistentzia handia eta lodiera oso fina ematen baitute. Estaldura horiek bereziki pentsatuta daude aluminioa eraldatzeko prozesuen eskaerei erantzuteko, ibilgailu elektrikoan gero eta pisu handiagoa baitute DBParen esparruan ere garapen berriei ekiteko.
Jardunaldiaren amaiera AZTERLAN zentro teknologikoko zuzendari nagusi Garikoitz Artola doktorearen eskutik etorri zen, eta tratamendu termikoko aldagaiek aleazioen propietateetan duten eragina aztertzeko beste hurbilketa esperimental bat aurkeztu zuen, kasu praktiko baten bidez. Zehazkiago, AZTERLANen bigarren parte hartze hau errendimendu handiko saiakuntza-baterietan zentratu zen, prozesu-baldintza kopuru handia testatzea ahalbidetzen baitute, horretarako behar diren baliabideen inbertsioa minimizatuz.
Artolaren hitzetan, “metodo berri hau hain da itxaropentsua, non ikerketa-komunitatearen onurarako inpaktu handiko aldizkari zientifiko batean xehetasunez argitaratzeko prozesuan baikaude”. Hala, ponentziak aukera eman zuen jardunaldian zeuden jendeari laborategiko praktika berritzaile horiek aurreratzeko, baina oraindik ez dira argitaratu sarbide irekian.
AZTERLANeko adituak aurkeztutako proposamena Jominy saiakuntzen eta Small Punch Testing teknikaren konbinazio batean datza. Small Punch Testing teknikaren kasuan, ponentziaren ardatz izan zen kasuan, tenplatzeko eta iraokatzeko tratamendu-baldintzek altzairuen propietate mekanikoetan duten inpaktua aztertzeko erabilitako baliabideak magnitude-ordena bateraino murrizten direla frogatu zuen. Hala ere, honako hau ere adierazi zuen: “hobekuntzak daude saiakuntza-gaitasunetan; izan ere, lortutako produktibitateaz gain, onura handienetako bat tenplatze-abiaduretan lortutako bereizmena da. Hozte-abiaduran aldaketa oso txikiak bereizteko gai gara”. Topaketan aurkeztutako emaitzak erabiltzen hasi dira kasu industrialetan, nahiz eta, oraingoz, Ibon Miguel AZTERLANeko ikertzaileak Artolaren zuzendaritzapean garatutako doktore-tesi baten parte diren.
Ondorio gisa, ekitaldiaren antolatzaileek nabarmendu dute Tratamendu Termikoko Forum Teknikoaren azken edizio honek indartu egiten duela sektoreak berrikuntzaren aldeko apustua egiten jarraitzeko duen beharra eta interesa, eskakizun handiko osagai metalikoen ekoizpenean jokatzen duen rol kritikoaren jakitun izanik. Beren lehiakortasuna eta balio-kateari egiten dioten balio erantsia hobetzen jarraitzeko, kezkak, joerak eta erronka teknologikoak partekatzeko eta eztabaidatzeko aukera emango duten topagune presentzialak izatea funtsezko alderdia da. “Pandemiak asko markatu duen aldi baten ondoren, non lerro-lerro topaketa hau bakarrik egin ahal izan genuen, ikusi ahal izan dugu, eduki teknikoaz gain, sektoreak positiboki erantzun diola berriro biltzeko, partekatzeko eta aurrez aurre eztabaidatzeko ideiari”.
