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Octubre de 2018 Página 1 de 2

El statu quo de las aleaciones metálicas en la manufactura aditiva (Primera parte)

Con información de Renishaw.

La elección del polvo de aleación de metal correcto es quizás la primera decisión clave para cualquier ingeniero a la hora de producir una pieza aditivamente.

Desafortunadamente, la elección de los polvos metálicos disponibles todavía no es tan amplia como para otras formas de manufactura convencional. Por lo tanto, es crucial que los ingenieros entiendan las limitaciones actuales de esta opción más estrecha en términos de las propiedades físicas de las aleaciones que están disponibles.

Por ejemplo, esto habría sido dicho innumerables veces en los últimos 5 años por algunos de los proveedores de servicios con instalaciones de manufactura aditiva (MA): "seguro que podemos trabajar con aluminio". Esto podría llevar a creer que es posible trabajar con cualquier aleación de aluminio; sin embargo, aquellos de nosotros con un conocimiento más profundo sabemos que la realidad es mucho más restrictiva.

Incluso, de los polvos de aleación que están disponibles —muchos de los cuales afirman adherirse a estándares internacionalmente reconocidos en términos de la composición, es decir, los constituyentes químicos— de hecho, existen versiones patentadas de estos polvos de aleación, tal como lo define cada proveedor de sistemas manufactura aditiva con metal.

Las piezas construidas a través de procesos de manufactura aditiva de metal se han descrito típicamente con mejores propiedades mecánicas que las piezas moldeadas en arena, pero no suelen ser tan buenas como los materiales forjados.

Por último, y quizás lo más importante para los ingenieros de diseño, es que todavía hay documentación insuficiente que cubra el rendimiento de estas aleaciones después de ser producidas a través de manufactura aditiva. La mayoría de los primeros en adoptar la tecnología han tenido que arreglárselas con valores vagos de pruebas de tensión estática de muestras que tampoco han sido sometidas a ningún tratamiento térmico u otro ciclo patentado de alivio de esfuerzos. Incluso cuando los datos de fatiga han sido publicados para las aleaciones más comúnmente usadas en la actualidad, estos datos se han obtenido principalmente de pruebas de fatiga por flexión rotativa, el método preferido para lograr resultados cualitativos rápidos.

Además, las partes producidas a través de manufactura aditiva tienen más probabilidades de tener propiedades que son anisotrópicas en al menos las direcciones paralelas y perpendiculares al plano de construcción. Esto no significa necesariamente algo malo, o que las partes no pueden ser utilizadas, sino simplemente que estas propiedades deben ser completamente entendidas. De la misma manera en que se entienden los efectos del laminado en caliente o en frío sobre aleaciones forjadas, o los efectos de diferentes tamaños de grano en la fundición en arena o fundición a presión. Por estas razones, la selección de un ciclo apropiado de tratamiento térmico posterior a la construcción también es fundamental para lograr cualquier propiedad final deseada.

No hace falta decir que, ya que la manufactura aditiva ha sido adoptada por varias industrias, y el estigma asociado con el hecho de ser solo para “prototipado rápido” se ha eliminado, ahora hay una gran cantidad de investigaciones en curso para determinar las propiedades físicas que se pueden lograr para cada aleación. A medida que cada trabajo se publica —ya sea por la academia, los usuarios de la industria, o los mismos proveedores de sistemas y/o polvos— aumenta el nivel de confianza en cualquier aleación en particular. Estamos comenzando a ver piezas que se fabrican en aplicaciones totalmente calificadas, siendo la más comentada la manufactura de las boquillas del inyector de combustible producidas por GE para el motor LEAP.

En este artículo no hay ninguna intención de comparar esta información y presentarla como referencia, ya que el panorama todavía está cambiando y, por lo general, una búsqueda rápida en Internet proporcionará información actualizada. Cuando se dan valores de resistencia a la tracción, esto no pretende ser más que una indicación para permitir cierto nivel de comparación, por lo tanto, trátelo como una mera introducción.


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