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Octubre de 2018 Página 4 de 4

El statu quo de las aleaciones metálicas en la manufactura aditiva (Segunda 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.

A partir del éxito de estas dos superaleaciones basadas en Ni, también ha habido un considerable interés en otras aleaciones de alta temperatura que ofrecen un desempeño aún mayor. Actualmente, existen parámetros de proceso de fusión de lecho de polvo de láser patentados para otras aleaciones del grupo Inconel®, así como para otros como para la Hastelloy® X, la C276 y la MAR-M247.

Probablemente las últimas entre los metales de MA comunes son las aleaciones de aluminio. La mayor parte del sector de MA inicialmente optó por trabajar con una sola aleación específica, que es la aleación de fundición a presión AlSi10Mg. Esta también se considera equivalente a estas otras designaciones de aleación: aleación de fundición británica LM9, EN 43100, y similar a la aleación estadounidense A360. Si bien esto no fue ampliamente reconocido como una aleación de colada de alta resistencia, para las piezas de metal de MA se ha demostrado que es capaz de producir una resistencia razonablemente alta después del tratamiento térmico apropiado, aunque este hecho también ha sido motivo de gran controversia. Hablando en términos generales, esta aleación es endurecible por envejecimiento, pero ha habido una discusión importante sobre el ciclo de tratamiento térmico apropiado requerido para lograr la máxima resistencia. El procedimiento de tratamiento térmico estándar para esta aleación es el tratamiento en solución seguido del envejecimiento artificial, denominado ciclo T6. Este tiene un tratamiento de solución a una temperatura superior a los 500 °C durante 4-12 h, pero las temperaturas no deben superar los 550 °C, seguido de un templado en agua o un polímero fundido. El envejecimiento artificial se lleva a cabo normalmente entre 155-165 °C durante 6-24 h, con el tiempo y la temperatura exactos que dictan las propiedades finales. Por lo tanto, la resistencia a la tracción puede variar desde 220MPa hasta 340MPa, con una resistencia a la fluencia entre 180MPa y 280MPa.

Sin embargo, dentro del sector de MA, ha sido muy común aliviar los esfuerzos de las piezas de MA a temperaturas entre 300-400 °C durante varios períodos de tiempo, y después de este tratamiento térmico único se han reportado resistencias a la tracción mucho más altas. Se han publicado valores de UTS superiores a 400MPa, y se cree que esta es una consecuencia única de la forma en que se fabrican las piezas; sin embargo, debe entenderse que todavía es poco lo que se entiende acerca de los mecanismos de fortalecimiento de esta aleación de manufactura aditiva. Si las partes de MA se tratan térmicamente según lo que se considera las condiciones estándar de la industria T6, mencionadas anteriormente, es más probable que las propiedades sean similares, si no iguales a las de las partes moldeadas convencionalmente y tratadas térmicamente.

Dado que la aleación AlSi10Mg tiene varias aleaciones muy similares, también ha habido un aumento bastante rápido en el desarrollo de polvos y parámetros de láser para estas otras aleaciones. En muchos casos, usando los mismos parámetros para procesarlas. Estas otras aleaciones incluyen L169 (A357), AlSi7Mg y AlSi12Mg; sin embargo, otras aleaciones de aluminio de ingeniería tradicional como la 6061 ahora se procesan rutinariamente a través de procesos de LPBF en metal, y son capaces de igualar el desempeño de los materiales producidos convencionalmente. También se han reportado algunos éxitos recientes con la 7075, pero es probable que esto tarde algo de tiempo en verificarse. Finalmente, existen aleaciones patentadas como la Scalmalloy® desarrolladas por Airbus que están surgiendo en el sector de MA que permitirán desarrollos interesantes para su uso en aplicaciones de mayor resistencia.

Obviamente, las aleaciones que se han presentado aquí no son una lista exhaustiva de los metales que están siendo utilizados actualmente por el sector de MA, y de hecho otros polvos metálicos puros y aleaciones de cobre (Cu), tungsteno (W) y tántalo (Ta) aparecen con frecuencia en la investigación, o como aplicaciones industriales comerciales especializadas. Nuevos metales y aleaciones estarán surgiendo todo el tiempo y la tasa de adopción de metales para MA está aumentando. La tecnología subyacente del proceso también se encuentra en un estado constante de desarrollo y los sistemas están mejorando todo el tiempo. Entonces, la consideración más importante al tratar de trabajar con cualquiera de estas aleaciones, o nuevos polvos de aleación, es tener la flexibilidad para desarrollar parámetros de proceso de láser en un sistema completamente abierto. Las máquinas de MA de Renishaw son totalmente configurables por el usuario hasta el punto de que cada aspecto del archivo de parámetros láser requerido para controlar el sistema se puede ajustar y establecer a cualquier valor que el usuario desee.

Fin.

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