El proyecto europeo que busca optimizar la unión de aceros complejos con mayor precisión, flexibilidad y control de calidad en tiempo real.
El proyecto STWIN con título “Advanced, non-destructive technologies to improve steel stir welding process through artificial intelligence and smart digital twin” es una iniciativa internacional que desarrolla tecnologías avanzadas para mejorar la soldadura por fricción-agitación en acero. Está financiado por el programa europeo Research Fund for Coal and Steel (RFCS), nº 101112504.
¿Qué problema aborda STWIN?
La industria del acero, especialmente en los sectores de construcción metálica y transporte (más específicamente automoción), demanda procesos de unión más eficientes y fiables. La soldadura por fricción-agitación (FSW) es una técnica en estado sólido que puede unir metales sin fundirlos y que ofrece ventajas como ser un método más robusto y sostenible frente a métodos tradicionales. Sin embargo, para aplicar esta técnica de forma automatizada a estructuras complejas y a una amplia gama de grados y espesores de acero se requieren sistemas más flexibles y capaces de garantizar calidad en tiempo real.
Además, el proyecto busca afrontar retos presentes en la industria europea como:
- Mejorar la productividad de los procesos de soldadura.
- Mejorar las condiciones de trabajo de soldadores y operadores.
- Responder a la escasez de personal cualificado en la industria del acero
Objetivo del proyecto
STWIN se propone desarrollar un sistema flexible de soldadura por fricción-agitación (FSW) capaz de:
- Fabricar automáticamente estructuras tridimensionales complejas.
- Procesar múltiples configuraciones de uniones y una amplia variedad de grados y espesores de acero.
- Integrar tecnologías de control de calidad en tiempo real basadas en técnicas no destructivas.
- Incorporar soluciones de inteligencia artificial y gemelo digital para optimizar el proceso.
Con este proyecto se pretende avanzar hacia un enfoque de fabricación con menos defectos y mayor robustez, generando estabilidad y repetibilidad del proceso.
Enfoque tecnológico
El proyecto combina varias estrategias tecnológicas:
- Friction Stir Welding (FSW): Proceso mecánico de unión en estado sólido en el que una herramienta giratoria genera calor por fricción para plastificar materiales y crear una soldadura sin fusión.
- Monitoreo de calidad en tiempo real: Uso de parámetros medidos durante el proceso (como velocidad de rotación y fuerzas) junto con medidas de sensores (emisiones acústicas, corrientes de Eddy y distribución de temperaturas) para evaluar de forma no destructiva la integridad de la soldadura a medida que se realiza.
- Inteligencia Artificial y gemelo digital: Los datos recogidos por los sensores son procesados mediante algoritmos avanzados basados en redes neuronales. Esto permite ofrecer retroalimentación directa al sistema de soldadura, optimizando el control del proceso.
Este enfoque permite correlacionar datos reales de proceso con posibles defectos físicos en la soldadura, lo que facilita la predicción de calidad y ajustes automáticos del proceso.
Demostraciones y casos de uso
STWIN planea demostrar su tecnología mediante tres casos específicos:
- Uniones seguidas de un proceso de doblado entre aceros de muy alto límite elástico y espesores variados, destinadas a reforzar las estructuras de grúas de carga.
- Uniones de acero de alta resistencia con hierro fundido, con trayectorias curvas, para su aplicación en subconjuntos automotrices.
- Uniones disimilares, aluminio-acero, orientadas a su uso en la fabricación de remolques.
Estos escenarios buscan validar la aplicación práctica del sistema en condiciones reales.
Participación internacional
El proyecto está coordinado por Fundación Cidaut, centro tecnológico ubicado en Boecillo (Valladolid).
El listado completo de entidades europeas participantes es:
- FUNDACION CIDAUT
- BWI NPO BELGISCH INSTITUUT VOOR LASTECHNIEK VZW
- BWI IND BELGISCH INSTITUUT VOOR LASTECHNIEK INDUSTRIE BV
- ISEND SA INGENIERIA Y SISTEMAS DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS SA
- GRANALU TRANSFORMACIONES SL
- HIAB AB
- ELEMENT SIX LIMITED
- SSAB EMEA AB
- HORSE POWERTRAIN SPAIN SL
- STIRTEC GMBH
Estas organizaciones aportan experiencia en soldadura avanzada, automatización, robótica, ensayos no destructivos y fabricación industrial.
¿Qué aporta STWIN?
- Potencia un proceso de soldadura automatizado y versátil para estructuras metálicas complejas.
- Introduce un control de calidad en tiempo real mediante técnicas no destructivas.
- Integra inteligencia artificial y gemelo digital para optimizar la toma de decisiones del sistema de soldadura.
- Busca validar mejoras aplicables en entornos industriales reales.
