Brian Alexander de Solvay sobre el desarrollo de polímeros de alto rendimiento para fabricación aditiva

Ante la creciente demanda de polímeros de alto rendimiento en fabricación aditiva, empresas líderes en materiales como Solvay, BASF y SABIC están ampliando sus carteras para satisfacer necesidades de aplicaciones de grado de producción en automoción, médica, aeroespacial y más.

Solvay, empresa de 10.000 millones de euros con 150 años de legado en ciencia de materiales, se ha convertido en actor clave en polímeros especializados usados mundialmente. En esta entrevista, Brian Alexander —fundador de la Plataforma de Incubación de Negocio para Fabricación Aditiva de Solvay— comparte el giro estratégico de la empresa hacia AM, las oportunidades que desbloquea y por qué los materiales de grado ingeniería son esenciales para la próxima ola de fabricación.

Reconociendo la oportunidad AM

Brian Alexander, Solvay Speciality Polymers, Plataforma de Incubación de Negocio para Fabricación Aditiva

A principios de 2016, la fabricación aditiva había pasado de nicho a mainstream. La dirección de Solvay respondió creando una unidad de negocio dedicada dentro de su división de Polímeros Especializados para enfocarse exclusivamente en AM.

"La fabricación aditiva se alinea perfectamente con los mercados centrales de Solvay —producción de alto valor, bajo volumen y personalización masiva", explica Alexander. "Industrias como aeroespacial y sanitaria demandan miles de piezas al año, no millones, lo que hace a AM un ajuste ideal."

Con la expiración de patentes clave en SLS y FFF para 2016, el mercado se abrió a nuevos participantes. Solvay aprovechó la oportunidad, eligiendo ver AM como palanca de crecimiento en lugar de amenaza.

"En nuestro primer año hablamos con clientes líderes para medir su madurez en AM", recuerda Alexander. "Entonces, muchos creían que AM era solo tecnología de prototipo. Hoy, esa percepción ha cambiado drásticamente."

Cambiando la mentalidad para el éxito en AM

La unidad de Polímeros Especializados de Solvay emplea unos 3.500 profesionales y presume una de las carteras más extensas de materiales de alto rendimiento —más de 35 polímeros distintos, cada uno con propiedades mecánicas, térmicas y químicas únicas. Estos materiales de alto valor se venden en volúmenes menores, encajando naturalmente en la precisión y complejidad que exige la AM.

"Los procesos de fabricación tradicionales no se traducen directamente a AM", dice Alexander. "Debes rediseñar toda la cadena de valor —desde formulación de materia prima hasta diseño de pieza y optimización de proceso— para lograr resultados consistentes y de alta calidad."

El objetivo de Solvay es convertirse en proveedor premier de soluciones personalizadas, listas para AM. "Si simplemente comercializáramos nuestras resinas legacy en el espacio AM, nos quedaríamos cortos", señala Alexander. "Nuestro foco está en materiales diseñados específicamente para el proceso AM, con especificaciones claras para materia prima, parámetros de impresión y post-procesado."

La cartera de Solvay incluye más de 35 polímeros de alto rendimiento [Crédito: Solvay]

Desarrollando polímeros de alto rendimiento para AM

Mientras la AM temprana dependía de materiales de consumo como PLA y ABS, los líderes industriales ahora demandan polímeros de grado industrial como PEEK y PPSU.

"El prototipado solo no desbloquea todos los beneficios de AM", explica Alexander. "Para producción en serie, los diseñadores necesitan un amplio espectro de tolerancia a temperatura, resistencia mecánica y datos de cualificación. Solo entonces pueden explotar estructuras de celosía, aligerado y consolidación de piezas."

Para satisfacer estas necesidades, Solvay comenzó su investigación centrada en AM con Fabricación por Filamento Fundido (FFF), la tecnología AM más accesible, dirigiéndose a sanidad (personalización masiva) y aeroespacial (producción en pequeños lotes).

Materiales clave —PEEK, conocido por su excepcional estabilidad térmica y relación resistencia-peso, y PPSU, valorado por resistencia al calor y durabilidad química— fueron seleccionados como polímeros de lanzamiento.

"Entender retracción, deformación y cohesión es crítico", dice Alexander. "El conocimiento predictivo del material nos permite proporcionar perfiles de impresión fiables."

En 2017, Solvay lanzó su Copa de Fabricación Aditiva, invitando a estudiantes universitarios mundiales a imprimir piezas complejas usando filamento PEEK. El éxito de la competición demostró el potencial inexplorado de AM y reforzó la confianza de Solvay en su plataforma de materiales.

Los polímeros de alto rendimiento de Solvay incluyen KetaSpire® PEEK y Radel® PPSU [Crédito: Solvay]

Un nuevo modelo de negocio: E-commerce directo al cliente

Basándose en la Copa de Fabricación Aditiva, Solvay introdujo una innovadora plataforma de e-commerce que pone sus polímeros a precios justos al alcance de cualquiera con tarjeta de crédito.

"Nos alejamos de un modelo cerrado, centrado en distribuidores", dice Alexander. "Nuestra plataforma ofrece compra rápida, transparente y sirve como herramienta educativa para la próxima generación de diseñadores."

La transparencia de datos es piedra angular del enfoque de Solvay. "Las fichas técnicas químicas tradicionales se centran en piezas moldeadas por inyección", señala Alexander. "Proporcionamos fichas técnicas específicas para AM, dando confianza a clientes industriales en el rendimiento del material."

Plataforma de e-commerce de Solvay para materiales AM [Crédito: Solvay]

Control de proceso: clave para la consistencia

Alexander enfatiza la necesidad de control de proceso robusto. "Un proceso AM mal gestionado lleva a piezas porosas con propiedades mecánicas inconsistentes."

Para ofrecer fiabilidad plug-and-play, Solvay colabora con fabricantes de impresoras para afinar perfiles de impresión adaptados a sus polímeros. "Apuntamos a un material que, una vez cargado, produzca piezas repetibles en cada impresión."

Simulación de materiales: predecir rendimiento antes de imprimir

En 2018, Solvay se asoció con e-Xstream Engineering para integrar sus polímeros de alto rendimiento en la plataforma de simulación Digimat-AM.

"La simulación permite a los diseñadores predecir comportamiento termomecánico en la fase de diseño", explica Alexander. "Esto reduce costosos ensayo-error y acelera time-to-market."

Al añadir PEEK y PPSU de Solvay a Digimat-AM, los usuarios pueden crear gemelos digitales de sus piezas, evaluando iteraciones de diseño virtualmente antes de imprimir.

En 2019, Solvay añadió KetaSpire PEEK reforzado con fibra de carbono y Radel PPSU puro a la versión Digimat-AM de e-Xstream Engineering [Crédito: e-Xstream Engineering]

Mirando al futuro: el futuro de los polímeros AM

Alexander visualiza un futuro donde la fabricación aditiva complementa en lugar de reemplazar métodos tradicionales. "El éxito depende de la cualificación del proceso —si el proceso no funciona, la pieza falla."

Aunque los costes de materiales siguen altos, Solvay espera que bajen a medida que crezcan volúmenes de producción y aplicaciones se expandan. La empresa apunta a cualificar sus polímeros en 10-15 impresoras comerciales, extender alianzas a tecnologías basadas en polvo como SLS y Multi-Jet Fusion, y colaborar con OEMs comprometidos con innovación disruptiva.

Para más información sobre soluciones de materiales de Solvay, visite Solvay.com.

Entrevistas a Expertos

La serie Entrevistas a Expertos de AMFG muestra empresas e individuos innovadores moldeando el futuro de la fabricación aditiva. Para más información sobre participación en la serie, contacte marketing@amfg.ai.