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Junio de 2019 Página 2 de 2

Construya complejas piezas metálicas con laberintos internos, capa por capa

Con información de PVA TePla

Los talleres metalmecánicos pueden crear piezas metálicas complejas utilizando láminas delgadas que se adhieren mediante un proceso de unión por difusión.

El resultado puede ser la deslaminación de las capas y el reemplazo prematuro de lo que pueden ser piezas extremadamente caras hechas de materiales exóticos. La unión por difusión, por otro lado, crea una unión superior sin la necesidad de ningún tipo de material de aporte.

En el proceso de unión por difusión se aplican altas temperaturas y presiones a metales símiles o disímiles en una prensa en caliente, lo que hace que los átomos en las superficies metálicas sólidas se difundan y se unan. A diferencia de las técnicas tradicionales de soldadura fuerte, la unión resultante muestra la resistencia mecánica y a la temperatura de los metales base.

Para que los átomos de dos superficies sólidas, metálicas, se interpenetren, típicamente deben estar a aproximadamente el 50-70 % de la temperatura de fusión absoluta de los materiales. Para lograr estas temperaturas, las superficies se calientan en un horno o por resistencia eléctrica a temperaturas tan altas como 1,400 ̊C.

Durante muchos años, esta técnica se ha utilizado para unir metales de alta resistencia y refractarios que son difíciles o imposibles de soldar por otros medios; sin embargo, fue solo a través de las recientes mejoras en las prensas
de unión por difusión que este nuevo proceso se ha vuelto aún más atractivo.
Esto incluye mejoras en las prensas hidráulicas de un solo cilindro que requerían que los accesorios aplicaran una cantidad de fuerza constante y medible, un factor clave en el proceso.

En la actualidad, los fabricantes como PVA TePla ofrecen sistemas de varios cilindros con grandes placas de presión que pueden acomodar una variedad de piezas. El más grande, el MOV 853 HP, puede procesar piezas de hasta 900 mm x 1,250 mm con una fuerza de prensado de 4,000 kN.

Al controlar cada cilindro de forma independiente, compañías como PVA TePla pueden proveer una prensa que proporciona una presión extremadamente constante en toda la superficie. El MOV 853 viene con transductores de presión integrados en la parte inferior de la placa de presión que permiten ajustar los cilindros hidráulicos individuales para lograr una uniformidad de presión superior en grandes áreas.

Uniendo materiales disímiles 

Según Walt Roloson, gerente de Ingeniería de I+D en PVA TePla, uno de los aspectos más atractivos del proceso es su capacidad no solo para crear las estructuras internas, sino también para unir capas de metales disímiles. A este respecto, no hay restricciones en los materiales, ya que todos los aceros para herramientas están disponibles en láminas a granel.

“Los clientes a menudo acuden a nosotros con solicitudes para unir aluminio con molibdeno o acero inoxidable”, dice Roloson. “Podemos hacer eso con la unión por difusión”. El diseño multicapa también mejora el conformal cooling de moldes de inyección de plástico hechos en diseños de dos capas de acero para herramientas y materiales tales como acero inoxidable.

“Para obtener un rendimiento más eficiente, los canales de enfriamiento conforme deben adaptarse con la mayor precisión posible a la forma exterior del molde. Cuanto mayor sea el número de capas unidas entre sí, másprecisamente podrá coincidir con la forma exterior”, explica Roloson.

Al mejorar el rendimiento de enfriamiento, las resinas fundidas se pueden inyectar a presiones más altas para aumentar significativamente los tiempos de ciclo hasta en un 40 %, lo que a su vez mejora la calidad del producto.

Una vez que las capas se unen entre sí mediante la unión por difusión, Roloson dice que las técnicas de mecanizado tradicionales pueden utilizarse para crear la forma externa final. “Debido a la unión molecular de las capas, la parte final a menudo no muestra líneas de interfaz o estrías. La interfaz de un material se mezcla con el otro, y viceversa, incluso con materiales disímiles”, dice Roloson.

Si bien este enfoque de manufactura aditiva con unión por difusión es para aplicaciones especializadas, puede ser un complemento perfecto para talleres
de mecanizado de precisión que ya cuentan con capacidades internas de corte por láser y de mecanizado y buscan diversificar su oferta.

Fin.

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