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Octubre de 2018 Página 2 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.

Procesos de fusión de lecho en polvo por láser (LPBF por sus siglas en inglés)

Hay muchos términos registrados que se utilizan para describir esencialmente el mismo proceso cuando estamos considerando un lecho o un polvo de aleación que se funde selectivamente con una fuente de calor intenso; los sistemas de láser de fibra óptica se encuentran entre los sistemas más comúnmente disponibles, como los producidos por Renishaw, por ejemplo. En este proceso, el láser se traza o se escanea selectivamente sobre un área 2D de polvo de aleación de metal para fundir y fusionar este polvo con el sólido que se encuentra por debajo. Las líneas de escaneo solo funden las áreas que corresponden a un corte en 2D a través de un modelo de diseño asistido por computadora (CAD) en 3D. Por lo tanto, el término fusión selectiva con láser se usa a menudo para referirse a este método. Dado que una nueva capa de polvo se deposita sobre la capa anterior, y el láser continúa fundiendo cada capa de la misma manera hasta que el objeto 3D se completa, esto ha llevado al término de Manufactura Aditiva. Tenga en cuenta que muchos se refieren a esta tecnología como impresión en 3D, pero estrictamente hablando, este no es un nombre verdaderamente preciso para los procesos de fusión con lecho de polvo por láser.

Propiedades de las aleaciones

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. Las razones para esto son muchas y también bastante complejas; sin embargo, en el sentido más rudimentario, probablemente sea más fácil pensar que las piezas de metal fabricadas por MA se fabricarán a partir de una gran cantidad de soldaduras superpuestas. En la mayoría de los casos, los ingenieros pueden entender que el metal de soldadura tiene microestructura y propiedades mecánicas diferentes a las del metal base y que existen otras diferencias en las zonas afectadas por el calor (HAZ, por sus siglas en inglés).

Bueno, en la manufactura aditiva de metal hay miles y miles de regiones de micro-soldadura, y aún más zonas afectadas por el calor. Por lo tanto, las propiedades serán diferentes, y desafortunadamente esto significa que aquellos que dicen que las propiedades son similares a las forjadas están simplemente equivocados. Tenga en cuenta que lograr una resistencia a la tracción similar nunca debe tomarse como evidencia de que una aleación producida a través de manufactura aditiva tiene las mismas propiedades que la forjada. Esta afirmación no siempre es tan obvia como parece.

A medida que el láser funde rápidamente el polvo, que luego se solidifica a una a muy alta velocidad, el tamaño de grano metalográfico resultante puede variar significativamente y depende de muchos parámetros de proceso. El tamaño de grano y la microestructura terminarán determinando el desempeño mecánico del objeto construido final. Por lo tanto, los proveedores de sistemas como Renishaw dedican una gran cantidad de tiempo a intentar optimizar los parámetros del proceso láser para lograr propiedades repetibles en las que se pueda confiar; sin embargo, incluso después de que se hayan construido las piezas, existen diversos métodos de posprocesamiento, como el tratamiento térmico (incluido el prensado isostático en caliente), que pueden afectar las propiedades mecánicas de la aleación.

Lea en la SEGUNDA PARTE de este artículo cuáles son las propiedades de los polvos de aleación procesados comúnmente.

Fin.

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