Presentación del grupo de trabajo de Procesos y Materiales Avanzados

Estrategia de Fabricación Avanzada 2020

GRUPO DE PILOTAJE

Zamudio, 6 de mayo de 2016

Grupo de Trabajo 5: Procesos y Materiales Avanzados

Jornada de Materiales Avanzados-M-Era.Net

2GRUPO DE PILOTAJE. Jornada de Materiales Avanzados (Zamudio, 6 de mayo de 2016)

Contenido

1. Introducción al Grupo de Pilotaje de la Estrategia de FabricaciónAvanzada Basque Industry 4.0

2. Grupo de trabajo 5: Materiales y Procesos Avanzados

3. Líneas de Actuación del GT5

� LA1. Uniones para materiales avanzados

� LA2. Fabricación automatizada de composites

� LA3. Tecnologías de superficies avanzadas

� LA4. Procesos eficientes de fabricación

� LA5. Gestión del ciclo de vida

� LA6. Nanomateriales

4. Turno de Preguntas


En junio de 2015 el DDEC decide poner en marcha un espacio de colaboraciónpúblico-privada denominado “Grupo de Pilotaje” con presencia de cuatro tipos deagentes para liderar el despliegue de la Estrategia de “Fabricación Avanzada”, unaprioridad RIS3

GRUPO DE PILOTAJE DE FABRICACIÓN AVANZADA

1. Grupo de Pilotaje BI 4.0

Organizaciones Clúster Gobierno y Agencias Públicas

Agentes científico-tecnológicos

Presidenciade turno

Agentes intermedios

Comité Director(Asesor del CVCTI)

*

(*) Actualmente marGUNE ya no existe


Materiales y Procesos

Avanzados

En 2015 el Grupo de Pilotaje refleja una estructura orientada a la planificación deactuaciones para un despliegue coherente de la Estrategia de FabricaciónAvanzada

1. Grupo de Pilotaje BI 4.0: Estructura

COMISIÓN DELEGADA

COMITÉ DIRECTORPresidencia

SECRETARÍA TÉCNICA

COORDINACIÓN DE LA COMUNIDAD DE MANUFACTURING

POLÍTICAS E INSTRUMENTOS

DE APOYO

Priorización de necesidades tecnológicas sectoriales

Sistemas inteligentes

Modelos de negocio

innovadores

Actuaciones en el ámbito de la

formación

GT1 GT2 GT3 GT4VanguardInitiative

KIC de manufacturing

Acompañamiento de agentes vascos en Horizon 2020

BasqueEcodesign Center

POSICIONAMIENTO Y NETWORKING INTERNACIONAL

GT5

¿Qué? ¿Cómo (tecnología )? ¿Cómo (negocio )? ¿Con qué talento ?¿Cómo (proceso )?

Soporte basado en capacidades expertas (instrumentos, conocimiento, dinamización)

Capitalización de las iniciativas existentes en el SVCTI

Gestión del Despliegue con involucración activa de agentes públicos y privados


1. Grupo de Pilotaje BI 4.0 : Modelo de referencia “Basque Industry 4.0”

El Grupo de Pilotaje ha establecido un modelo con áreas tecnológicas y notecnológicas para evolucionar hacia una industria 4.0 competitiva en Euskadi

INDUSTRIA

3.0Industria

automatizada y eficiente

DE…

Industria inteligente, flexible, conectada y sostenible

HACIA…

INDUSTRIA 4.0

Formación Continua

Formación UniversitariaFormación

Profesional

Formación Secundaria

NUEVO TALENTO

Producción Inteligente

Asistencia Inteligente

Economía Circular

Digitalización de Conocimiento

Capacitación Avanzada

NUEVOS MODELOS DE NEGOCIO

Fábrica Digital y

ConectadaEficiencia Energética

LÍNEAS TECNOLÓGICASMateriales y

Procesos Avanzados

Sistemas de fabricación flexibles,

inteligentes y eficientes

GOBERNANZA PÚBLICO-PRIVADA


1. Grupo de Pilotaje BI 4.0 : Área tecnológica del modelo

Actualmente, el área tecnológica se compone de 22 líneas de actuaciónprioritarias definidas por la industria vasca

Materiales y Procesos Avanzados

Eficiencia Energética

Fábrica Digital y Conectada

Sistemas de fabricación flexibles, inteligentes y eficientes


1. Grupo de Pilotaje BI 4.0 : Mapa de Iniciativas Estratégicas

Se han identificado 8 Iniciativas Estratégicas capaces de transformar el tejidoindustrial vasco en una “Industria 4.0”

INDUSTRIA

3.0 INDUSTRIA 4.0

IE1. FABRICACIÓN INTELIGENTE DISTRIBUIDA Y CONECTADA

IE6

. O

FF

SH

OR

E

4.0VE

HÍC

UL

O

EL

ÉC

TR

ICO

ICC

Ecosistemas

EDUCACIÓN

Fabricación Avanzada

EnergíaTerritorios

EMPLEO

Iniciativas “troncales”

Iniciativas “talento”

Iniciativas “eficiencia y sostenibilidad”


• Qué próximas acciones acometer en el corto plazo (priorización)

• Cómo acometer la puesta en marcha (método y proceso )

• Cuándo realizar las diversas acciones (calendario )

• Qué recursos son necesarios

1. Grupo de Pilotaje BI 4.0 : Roadmap para un proceso “vivo”

Se ha aplicado un roadmap “vivo” donde todos los agentes del Grupo de Pilotajehan participado activamente para definir las acciones a acometer

1 2 3 4 5

Definición de las Líneas de Actuación

Análisis de gaps y necesidades

Identificación deacciones

Mapa de Iniciativas Estratégicas

Plan de Implantación

LÍNEAS DE ÁREAS

TECNOLÓGICAS (necesidades tecnológicas,

Sistemas Inteligentes y

Nuevos Materiales y Procesos

Avanzados) Y NO TECNOLÓGICAS (nuevos modelos

de negocio y necesidades de

formación)

ACCIONES TECNOLÓGICAS

ACCIONES NO TECNOLÓGICAS

ESTRATEGIA GLOBAL DE ACTUACIÓN 2016


El desarrollo del ámbito de “Materiales y Procesos Avanzados” identificado comouna necesidad tecnológica prioritaria por la industria vasca ha exigido laactivación de un nuevo GT con capacidades expertas

Coordinador Participantes Colaboradores Secretaría Técnica

2. Grupo de Trabajo: GT5. Materiales y Procesos Avanzados

Identificación y priorización de

necesidades tecnológicas sectoriales

Sistemas inteligentesModelos de negocio

innovadoresActuaciones en el

ámbito de la formaciónMateriales y Procesos

Avanzados

• Javier Laucirica• Óscar Salas

• Mikel Lorente• Ricardo López

• Xabier Ortueta• Patricia Tamés

• Jose I. Hormaeche

• José Juez

• Pedro Arrazola• Zigor Azpilgain

• Ane Irazustabarrena

• Jose Mª Pitarke• Miryam Asunción • Aitzol Lamikiz

• Ignacio Quintana• Ander Elgorriaga

• Luis Manero• Uribarri Goikuria

• Jose Mª Barandiaran

• Amaia Martínez


2. Grupo de Trabajo 5: Materiales y Procesos Avanzados

El GT5 está inmerso en la elaboración de un Plan de Actuación que dé respuestasa las necesidades afloradas por los sectores industriales (en el GT1)

Aspectos a destacarLíneas de actuación definidas

• El grupo de trabajo se estructura en 6líneas de actuación según interesesindustriales y tras un benchmarking prevío

• Se han identificado una serie de gapstecnológicos y no tecnológicos y un plan deacciones a desarrollar hasta 2020

LA1. Uniones para materiales avanzados

LA2. Fabricación automatizada de composites

LA3. Tecnologías de superficies avanzadas

LA4. Procesos eficientes de fabricación

LA6. Nanomateriales

LA5. Gestión del ciclo de vida


3. Grupo de Trabajo 5: Línea de Actuación 1. Uniones para materiales avanzados

• DefiniciónTecnologías de unión para materiales avanzados (incluyendo heterogéneos) y soluciones híbridas(multimateriales). Se busca:

o Reducción de consumo de energía� Materiales más ligeros con buenas propiedades especificas � Menos volumen de material en el componente final, aprovechando propiedades de

materiales allá donde se necesiten

o Reducción de consumo de materias primas� Menos volumen de material en el componente final, aprovechando propiedades de

materiales allá donde se necesiten� Menos volumen de material inicial (reducción Buy-To-Fly, Peso Bruto/Neto ratio)



• Sublíneas identificadas según GAPS1.1 Unión de materiales disimilares

• Uniones para optimizar el material empleado según la funcionalidad buscada para metal-metal y metal-compuesto (ej: titanio, aluminio, fibra de carbono con epoxy…)

• Uniones via insertos, uniones adhesivas y mecánicas que presentan limitaciones en comportamiento (distribución tensiones) y difícilmente automatizables. Alternativas: tecnologías de unión en estado sólido (FSW) y láser para metales diferentes.

1.2 Uniones de alta calidad

• Permitir la fabricación de piezas estructurales que optimicen el volumen de material de partida (reducción de Buy-To-Fly ratio / Peso Bruto-Final): TIG, plasma, láser, electron beam:

• Uniones por puntos de gran calidad y alta cadencia –aplicables a materiales disimilares. • Uniones para ambientes o condiciones extremas. • Uniones inteligentes: monitorización, inspección on-line. Procesos adaptativos: predicción automatizada de calidad, y ajuste automático de

proceso de unión y anteriores (diseño, conformado,…)

1.3 Modelizar el diseño y fabricación de componentes híbridos, uniones...

• Criterios para diseñar uniones disimilares en función tecnología y aplicación: diseño juntas, espesores,…• Predicción distorsiones, microestructura, propiedades,..• Necesidad de datos (Base de datos?) sobre comportamiento de diferentes tipos de uniones mecánicas: resistencia, fatiga (especialmente a largo

plazo, envejecimiento, y en entornos hostiles)… • Falta de métodos experimentales para caracterizar las propiedades de las uniones y alimentar modelos y procedimientos de diseño

(modelización). • Necesidades desmontaje, desensamblaje y de reciclaje y recuperación de materiales, especialmente en materiales disimilares y cuando se

empleen uniones “permanentes”.

1.4 Acabado de piezas de materiales heterogéneos, di similares

• Mecanizado• Tratamientos superficiales…

1.5 Operación de montaje y ensamblaje de piezas

• Grandes dimensiones: automatización, dificultades debidas a las distorsiones de la piezas • Necesidad de modelizar el montaje manual, automático: realidad aumentada.



• Acciones identificadas

o Mejorar los métodos de ingeniería de diseño y proceso de fabricación de montaje/uniones de dimensiones

pequeñas-medianas y grandes (considerar distorsiones). Caracterización de comportamiento de uniones

permanentes y no permanentes.

o Desarrollar capacidad de predicción a través de la modelización, simulación para diseño y fabricación de

uniones de materiales disimilares y soldaduras de alta calidad, incluyendo el montaje de componentes…

o Desarrollar capacidad de desmontaje, desensamblaje, reciclado…especialmente en materiales disimilares

y con uniones permanentes.

o Desarrollar conocimiento sobre acabado de piezas, productos: mecanizado, tratamiento de superficie….

o Búsqueda y atracción de agentes referentes en el desarrollo de tecnologías de unión para componentes

híbridos.

o Captar conocimiento: formar personal en centros de referencia internacionales o incluso empresas


• Definición

o Basados en el reto social de un transporte más sostenible y el driver general de aligeramiento, lossectores industriales demandan cada vez más nuevos materiales como los composites de una maneramasiva.

o Para ello es clave desarrollar métodos de fabricación rápidos y automatizados y en definitiva solucionesque ayuden a reducir los costes.

o Soluciones que requiere la industria: Producción automatizada de todas las fases del proceso, nuevosmateriales de procesado rápido, fabricación fuera de autoclave, curado acelerado, etc.

• GAPS

o Máquinas/equipos y automatismos para la producción de composites en serie (corta, media y larga).

o Tecnologías y materiales de curado rápido .

o Post-procesos para componentes composites.

o Herramientas de simulación y control para procesos de producción de composites en serie.

o Conocimiento del comportamiento y caracterización de nuevos materiales

o Tecnologías de monitorización in-situ de los procesos (especialmente el de curado) así como de

inspección no-destructiva (NDT).

3. Grupo de Trabajo: GT5. Línea de Actuación 2. Fabricación automatizada de composites


AUTOMOCIÓN AERONAÚTICA ENERGIA ELECTRONICO/TICs MAQUINA -HERRAMIENTA

� Tecnologías de fabricación de alta cadencia (de alta y baja presión) para composites (SMC, RTM y sus variantes, etc.):

� Tecnologías de fabricación fuera de autoclave:

� Materiales multifuncionales con propiedades como anti-icing, conductividad eléctrica, auto-reparación, etc..

� Nuevos materiales y procesos de fabricación para estructuras offshore y otros componentes estructurales:

� Tecnologías para automatizar procesos de producción para composites a traves de TICs

(Aplicación de visión artificial, desarrollo de sensores para monitorización de procesos de composite)

� Desarrollo de equipos/automatismos especiales para la producción automatizada de materiales compuestos: corte, preformado, laminación, moldes, etc..


• Líneas de Actuación Identificadas


• Acciones Identificadas

oMateriales y tecnologías de fabricación, automatización y curado/procesado rápidopara composites.

oDesarrollar herramientas de simulación y control para procesos de producción decomposites.

oBúsqueda y atracción de fabricantes/proveedores de materias primas de composites.o Tecnologías y/o equipamiento para calentamiento y enfriamiento rápido y/o

alternativo.oAutomatización de procesos de corte , manipulación, preformado, inspección,etc.o Tecnologías de monitorización e inspección NDT de etapas de proceso y pieza final.o Tecnologías de unión (uniones multimaterial, uniones in-situ en proceso, uniones

híbridas, etc.)oEcodiseño y alta reciclabilidad de materiales.oDesarrollo de materiales compuestos multifuncionales y con nuevas funcionalidades

(como resistencia al fuego, mejora propiedades eléctricas y térmicas para anti-rayo,de-icing,resistencia a erosión, etc. ) basados en nanotecnología y otras tecnologíasde materiales y procesos, materiales compuestos "smart" , bio-composites



3. Grupo de Trabajo 5: Línea de Actuación 3. Tecnologías de superficies avanzadas

• DefiniciónFabricación de superficies con durabilidad mejorada y/o superficies estéticas mediante la deposición de capas o la modificaciónquímica o física de la superficie (cambios composicionales o cambios topográficos).Para la fabricación de dichas superficies se emplean tecnologías físicas (fabricación aditiva, láser o de chorro, impresión 3D,micromecanizado o tecnologías fotónicas) o químicas (CVD, solgel…).

• Sublíneas identificadas según GAPS3.1 Superficies con durabilidad mejorada

• Nuevas soluciones para garantizar altos niveles de durabilidad• Escalado industrial de algunas tecnologías y materias primas• Desarrollos de soluciones multi-sector en función de requisitos de funcionamiento• Mejora de requerimientos de superficie en procesos alternativos para aplicaciones de gran exigencia• Soluciones “verdes”• Testar y garantizar la durabilidad a largo plazo• Fabricantes de materia prima en la región• Soluciones Universales

3.2 Desarrollo de Superficies Estéticas• Tecnologías flexibles y adaptables a procesos de alta capacidad de producción (escalado + transferencia tecnologica)• Personalización de componentes• Combinación de tecnologías para productos multi-estéticas.• Profundización en el conocimiento de la química y física de la respuesta estética (color, brillo, transparencia…)• Agrupación de intereses en estética con identidad propia mediante herramientas empresariales "tipo cluster"• Falta de proveedores industriales de tratamientos de superficie para estética a terceros• Existen estéticas interesantes que no pueden ser implementadas industrialmente por no cumplir requisitos funcionales.

3.3 Superficies Inteligentes• Desarrollo de nuevas soluciones multifuncionales• Fabricación de demostradores representativos a nivel industrial (evaluación técnico-económica de cada solución)• Aumentar multifuncionalidad• Aumentar sensibilidad y selectividad a estímulos• Fabricación prototipos industriales


• Acciones identificadas

3. Grupo de Trabajo 5: Línea de Actuación 3. Tecnologías de superficies avanzadas

3.1. Desarrollo de superficies con durabilidad mejorada (a ntidesgaste, reducción de fricción, anticorrosión, autol impiables…)

Reducción de operaciones de mantenimiento y reparación de componentes en diferentes sectores. Aumento de vida útil.

• Fabricación de mapa de funcionalidades requeridas y requisitos para los sectores objetivo• Búsqueda de necesidades multisectoriales (obtenidas del análisis de funcionalidad objetivo y requisitos del sistema).• Escalado a nivel piloto o industrial de las tecnologías que aporten esas soluciones multisector• Definición de ensayos acelerados y modelizado del tiempo de vida en uso para cada sector (bancos de ensayo versátiles?). Validación de

los métodos de ensayo y modelizado basado en variables propias del material y de las solicitaciones , validado por ensayos y que permitaun escalado más rápido

• Identificaciones de tecnologías emergentes con grado de madurez ya aplicables a la industria.• Análisis de la sostenibilidad de las nuevas tecnologías y su escalado

3.2. Desarrollo de superficies estéticas (aspecto visual, tacto…)

Acceso a nuevos mercados con filosofía design-driven. Integración de estética en algunos sectores- automoción, habitat…

• Mapa de productos Design-driven buscado por las empresas (definición de funcionalidades customizables)• Escalado, flexibilización y adaptación de tecnologías para fabricación de productos personalizados• Escalado de producción de procesos• Análisis de sostenibilidad

3.3. Superficies inteligentes

Superficies adaptables al entorno: multifuncionales y/o sensóricas (superficies activas frente a estímulos externos) permitiría acceso amercados emergentes de productos de alto valor añadido

• Desarrollo experimental de superficies inteligentes según requerimientos sectoriales• Estudiar la compatibilidad de combinar soluciones a diferentes necesidades y crear con ello una solución múltiple• Fabricación de demostradores representativos (a partir de experimentación existente) a nivel industrial para poder realizar una evaluación

técnico-económica de cada solución• Identificaciones de tecnologías emergentes con grado de madurez ya aplicables a la industria• Escalado de producción de procesos• Análisis del impacto medioambiental

CONOCER LO QUE LA EMPRESA DEMANDA. BUSCAR SOLUCIONES UNIVERSALES Y TECNOLOGÍAS FLEXIBLES. ESCALADO. DURABILIDAD. SOSTENIBILIDAD.


3. Grupo de Trabajo 5: Línea de Actuación 4. Procesos eficientes de fabricación de mat. avanzados

• Definición

o Procesos de Fabricación aplicados a diferentes materiales, incluyendo procesosde alta eficiencia para materiales avanzados

• GAPS

o Procesos : Fundición, Conformado de chapa, mecanizado con superabrasivos, rectificado, procesos no convencionales, fabricación aditiva, desbarbado, pulido,…

o Materiales o familias de materiales: Magnesio, titanio, aleaciones base níquel, aceros de tercera generación, aluminios de alta resistencia, materiales compuestos,…

o Caracterización de Materiales Avanzados tras sufrir el proceso: Caracterización mecánica, estudio del comportamiento y caracterización de nuevos materiales,…

o Uso eficiente de Materiales : Near-net shape, aumento de eficiencia, Fabricación Aditiva,…

o Desarrollo de plataformas de Modelización y Acceso a datos de procesos

o Necesidad de un mayor Conocimiento de los Materiales y su Interacción en los procesos de fabricación


3. Grupo de Trabajo 5: Línea de Actuación 4. Procesos eficientes de fabricación de mat. avanzados

• Sublíneas identificadas y Acciones4.1. Aplicación de procesos tradicionales en compon entes de muy alto valor añadido

Mejora en procesos tradicionales con alta implantación en Euskadi y en la que existe un dominio y know-how en su aplicación encomponentes convencionales, pero que se pretenden aplicar a componentes de mayor valor añadido o buscando una mayoreficiencia.

• Desarrollo de procesos de fundición avanzados, buscando un proceso Near-net shape y de mayor eficiencia• Desarrollo de tecnologías de mecanizado y rectificado con herramientas avanzadas incluyendo superabrasivos• Nuevos métodos de conformado no convencional: Fundición, conformado de chapa, forja,...• Procesos de mecanizado no-convencional como la EDM• Automatización de procesos de pulido y desbarbado• Aplicación de modelos y simulación para el diseño de nuevos componentes de mayor valor añadido

4.2. Procesos de fabricación avanzadaSe identifican también acciones en procesos emergentes y con menor implantación en la industria:

• Desarrollo de procesos de fabricación aditiva más eficientes , productivos y menos contaminantes• Monitorización y control de procesos de fabricación aditiva• Métodos de fundición para nuevos materiales.• Nuevos procesos de conformado de chapa• Desarrollo de sistemas CAM para procesos híbridos: Mecanizado+Aditivo, mecanizado+conformado, mecanizado+tratamiento,…• Desarrollo de nuevos medios de fabricación y/o componentes• Desarrollo de procesos y Fabricación de herramientas superabrasivas

4.3. Desarrollo y caracterización de materiales y co mponentesHay varias líneas que coinciden en conocer el comportamiento del material y del componente, tanto antes como después de aplicar

el proceso de fabricación:• Caracterización de piezas fabricadas mediante fabricación aditiva.• Uso eficiente de materiales en procesos Near-Net Shape.• Identificación del ciclo útil del material y valorización posterior.• Generación de repositorios de datos estructurados en el que se puedan encontrar datos de los diferentes materiales y procesos.• Desarrollo y caracterización de nuevos materiales para procesos industriales.• Desarrollo de nuevos controles destructivos y no destructivos de caracterización


• Sublíneas identificadas y Gaps/Necesidades5.1. Remanufactura, reutilización y/o reciclado de c omponentes• Conocimiento del comportamiento y caracterización mecánica y estructural de materiales avanzados en el fin de vida• Nuevas tecnologías para la remanufactura, tanto de desmontaje y limpieza como las near net shape, incl. optimización de superficies vía

proyección, recubrimientos y nanomateriales (p.ej. UNMS)• Nuevas tecnologías de reciclaje de materiales avanzados como composites, metales clave y materiales críticos (incl. nanomateriales).• Tecnologías para el aprovechamiento de residuos en materias primas secundarias.

5.2. Metodologías Design for Manufacturing and Modular ity• Nuevas metodologías para el Design for Manufacturing and Modularity para materiales avanzados y no avanzados, incluida la cadena

suministro• Metodologías para el Design for remanufacture: ecodesign, core collection, end of life, disassembly, multiple lifecycles, upgrade, product

evaluation, tanto desde el ámbito de costes, como del aprovechamiento de recursos y la disminución de impactos ambientales y sociales.• Integración de nuevos modelos de organización para la modularidad en tecnologías de fabricación aditiva y tecnologías mixtas• Caracterización estructural y mecánica y herramientas de simulación y validación para componentes fabricados en materiales avanzados

(incl. nanomateriales) y no avanzados.• Estándares y procedimientos de materiales avanzados y materiales secundarios• Gestión de interfases entre proveedores y su integración en la cadena de montaje del OEM• Modelos matemáticos para el desarrollo herramientas de simulación para materiales avanzados• Datos del ciclo de vida de materiales avanzados (extracción, procesado, fabricación, uso, reutilización)

5.3 Componentes Inteligentes capaces de recoger info rmación durante su vida útil• Sensorización de piezas para el ciclo de vida.• Modelos de gestión y protección de la información recogida.• Comunicación segura fiable y de bajo coste entre componente y máquina/equipo.• Monitorización de gestión de recursos en los procesos• Sensores (alto coste y necesidad de desarrollo tecnológico en aplicaciones industriales

5.4 Soluciones de fabricación para productos modula res, actualizables, reconfigurables y desmontables • Tecnologías para el montaje y desmontaje de componentes modulares (series largas) así como de estructuras y maquinaria (series

cortaso manual)

3. Grupo de Trabajo 5: Línea de Actuación 5. Gestión de Ciclo de Vida


Acciones identificadasGestión Cronograma Sectores implicados

IE5 IE 17 18 19 20 Aut Aer Ener MH Elec

Desarrollo de metodologías y estándares Design for Manufacturing y Modularity, incluida la cadena suministro 8

Desarrollar herramientas de simulación y validación para componentes fabricados en materiales avanzados y no avanzados. 2

Desarrollo temprano de tecnologías de recuperación, reutilización y reciclado para materiales avanzados.

Desarrollar tecnologías de monitorización embebidas en componentes. 2

Desarrollar componentes de comunicación entre componente y máquina/equipo. 2

Metodologías de diseño para la remanufactura: ecodiseño, fin de vida, etc 8

Desarrollo de procedimientos y estándares para la utilización de materias primas secundarias

Tecnologías para la remanufactura de componentes y productos (limpieza, testeo, f. aditiva,…) 1

Tecnologías de recuperación de composites, metales clave y materiales críticos

Desarrollo de equipos y procesos para la verificación de materiales 8

Sustitución de materiales críticos (función, materiales y tecnologías) 6

Nuevos modelos de negocio de prestación de servicio en base a producto propio con enfoque de ciclo de vida 8

Plataformas de interoperabilidad entre PP y SS para la economía circular 8

Información de uso y trazabilidad unitaria 2



Temas alineados con prioridades PCTI y PMA2020

• Gestión sostenible de la cadena de valor• Recuperación de compuestos de valor en aguas residuales urbanas e industriales• Materiales críticos• Soluciones basadas en la naturaleza• Infraestructuras verdes en entorno urbano• Nuevos modelos de negocio en Economía circular• Recuperación y reciclado de plásticos y otros materiales procedentes de diferentes corrientes de residuos• Sistemas/herramientas de mejora de la resiliencia y prevención de desastres naturales (sequías, inundaciones, incendios

forestales…), incluyendo herramientas de modelización del Cambio Climático.• Datos móviles, Cloud Computing, IoT (internet de las cosas) y medio ambiente (desarrollo de nuevos servicios y productos).• Aplicación de KET (Key Enabling Technologies) a medio ambiente (BIO, NANO, materiales avanzados) en el desarrollo de

soluciones industriales o ambientales• Gestión de agua y energía en la ciudad sostenible.• Desarrollo soluciones y metodologías innovadoras para remediar la contaminación del suelo y su reutilización.• Diseño para la remanufactura y, en general, para la extensión de la vida del producto• Reciclaje de composites y metales valiosos como son los críticos y el Ni, Cu, Al,…

Plan de acción a corto plazo

1. Cadenas de valor mas sostenibles2. Materiales críticos3. Reciclaje de composites4. Remanufactura, reutilización y recuperación5. Medidas para el aumento de la resiliencia de los entornos

costeros (urbanos y naturales)6. Infraestructuras verdes en entorno urbano7. Alternativas de tratamiento de suelos contaminado s

Ayudas al Proyectos

Ecoinnovación500.000

Ayudas aldiseño excelente

Proyectos100.000



3. Grupo de Trabajo: GT5. Línea de Actuación 6. Nanomateriales

• DefiniciónAvanzar en el desarrollo de nanomateriales y nanotecnología para ser incorporados en las empresas vascas y mejorar así la competitividad en los principales sectores de actividad promoviendo la diversificación de nuestro tejido industrial.

• Objetivos: Se ha considerado relevante la incorporación de una línea de“Nanomateriales ” con un doble objetivo:

o Integración transversal: análisis de aportación de la nanotecnología en cadauna de las otras 5 líneas identificadas

o Integración específica: realización de un análisis a largo plazo deacercamiento de los nanomateriales y nanotecnología a la industria y susnecesidades


• Sub-líneas identificadas:INTEGRACIÓN DE CAPACIDADES EXISTENTES ACTUALMENTE EN LAS LINEASDESCRITAS ANTERIORMENTE:

1. Uniones para materiales avanzados: análisis y caracterización por simulación de unión de disimilares;unión de disimilares (ej.: por técnicas de deposición); validación de funcionalidades.

2. Fabricación automatizada de composites: añadiendo nuevas funcionalidades a materialescompuestos (ej.: resistencia al fuego, propiedades eléctricas y térmicas) y la definición de equiposdemostradores.

3. Tecnologías de superficie avanzadas: en base a recubrimiento y a capas delgadas, prolongar la vidaútil en base a funcionalidad especifica y su caracterización; diseño y definiciones estéticas de materiales(ej.: color, brillo, transparencia, interacción con la luz) y fabricación de equipos demostradores parasoluciones multifuncionales.

4. Procesos eficientes de fabricación para materiales: plataforma de caracterización del material antesy después de fabricación (microscopía electrónica).

5. Gestión de Ciclo de Vida: caracterización de materiales avanzados y no avanzados; “electrónica degran escala” para componentes inteligentes; nuevas tecnologías para el uso y aprovechamiento deresiduos



• Sub-líneas identificadas:REALIZACIÓN DE UN ANÁLISIS A LARGO PLAZO DE ACERCAMIENTO DE LOSNANOMATERIALES Y NANOTECNOLOGÍA A LA INDUSTRIA Y SUS NECESIDADES

POSIBILIDADES IDENTIFICADAS:

1. Producción y aplicación de grafeno para diferentes sectores industriales, incluyendo no sólo los que yahan iniciado su uso (electrónica, …) sino también otros en los que su aplicación no se ha contemplado(construcción, …).

2. Desarrollo de nanobiomateriales utilizando técnicas de fabricación a escala nanométrica para obtenernuevas funcionalidades y ofrecer nuevos materiales avanzados incluyendo su prototipado a escalaindustrial.El fin es obtener una cartera diversa de materiales de uso industrial, adicionales a los tradicionalmenteempleados, con posibilidad de customizar sus funcionalidades, que incluyen características debiodegradabilidad y sostenibilidad exigidas por la legislación actual.

3. Prototipado de materiales y funcionalidades usando la modelización atómica y simulación: definición deparámetros /funciones claves en la nanoescala trasladables a la macro escala para la obtención denuevos materiales avanzados.

4. ….…




• Ámbito estratégico identificado:ASPECTOS RELACIONADOS CON LA SEGURIDAD, MEDIO AMBIENTE Y SALUD DE LOSNANOMATERIALES COMO ACTIVIDAD TRANSVERSAL

o La incorporación de nanomateriales a los procesos productivos ha de realizarse de manera segura ypara ello es necesario avanzar en el desarrollo de análisis toxicológicos, ecotoxicológicos y de seguridadocupacional.

o EHS Advance, centro de competencia distribuido, basado en la RVCTI, creado para dar servicio yrespuesta a todas las cuestiones relacionadas con la seguridad, salud, y medio ambiente de losnanomateriales desde la industria, centros de I+D y universidades.

o Avanzar en el desarrollo de estudios, análisis y ensayos sobre toxicología y ecotoxicología y el desarrollode equipos que permitan realizar la evaluación y control de riesgos en procesos.

o Desarrollo e implantación de guías metodológicaso Seguimiento regulatorioo Vigilanciao Formación

• Próximos pasos:Potenciar la creación de un nuevo grupo de trabajo que integr e capacidades competitivas ennanotecnología y nanomateriales añadiendo un valor adicio nal a la fabricación avanzada


4. Turno de Preguntas

Javier Laucirica [email protected] del Grupo de Trabajo 5 de BI 4.0 y Director de Investigación

Estrategia de Fabricación Avanzada 2020

GRUPO DE PILOTAJE

Zamudio, 6 de mayo de 2016

Grupo de Trabajo 5: Procesos y Materiales Avanzados

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Engineering

Presentación del grupo de trabajo de Procesos y Materiales Avanzados