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Tecnologías de impresión 3D (IV): Fusión de lecho de polvo (SLM)

Posted 17 enero, 2015 by in Impresión 3D, Tecnologías with 2 comments

Analizamos la última tecnología de impresión 3D (o fabricación aditiva) de Fusión de lecho de polvo o Powder Bed Fusion.  Esta familia tecnológica tiene en común que se aplica una fuente de energía térmica para fundir ciertas partes de una capa de polvo de material, hasta conformar la pieza completa capa a capa. Existen 5 procesos que usan la tecnología de fusión de lecho de polvo:

Hemos hablado del proceso conocido como EBM y el SLS. Hoy hablaremos de otro muy usado especialmente para la impresión de metal: SLM o fusión selectiva por láser.

Hola

La fusión selectiva por láser funde completamente diferentes capas de polvo de metal hasta conformar la pieza – Foto vía laserlines

SLM: Fusión Selectiva por Láser (Selective Laser Melting)

La fusión selectiva por láser es un proceso de fabricación aditiva donde, al igual que en todos los procesos de fusión de lecho de polvo, se crean piezas metálicas tridimensionales mediante la fusión de polvos metálicos finos juntos. En el caso del SLM, la energía la proporciona un haz de láser de alta potencia, generalmente de iterbio.

Aunque la norma ASTM F42 lo mete dentro de la categoría de “sinterización por láser”, no parece apropiado catalogarlo así, ya que el proceso SLM “derrite” completamente el metal en una masa homogénea, a diferencia de la sinterización selectiva por láser (SLS) o la sinterización de metal directa por láser (DMLS), que son verdaderos procesos de sinterización. Un proceso que sí es similar es el anteriormente visto de fusión de haz de electrones (EBM), aunque, como su nombre indica, utiliza un haz de electrones como fuente de energía en lugar del láser de alta potencia.

El proceso de fusión selectiva por láser (SLM) se lleva a cabo dentro de una cámara que contiene una atmósfera fuertemente controlada de gas inerte (por ejemplo argón o nitrógeno con los niveles de oxígeno por debajo de 500 partes por millón). La energía láser es lo suficientemente potente como para permitir la fusión completa (soldadura) de las partículas hasta formar el metal sólido. El proceso se repite capa tras capa hasta que la pieza es completada.

Por tanto, en el proceso SLM de fusión selectiva por láser encontramos:

– Materiales de impresión: El SLM produce piezas de metal. Los materiales más empleados son acero inoxidable, acero para herramientas, cromo cobalto, titanio y aluminio.

– Ventajas y aplicaciones de la fusión selectiva por láser: Muy útil para producir piezas finales con geometrías complejas y estructuras con paredes delgadas y huecos ocultos o canales. Tiene una gran aplicación en la creación de piezas ligeras para el sector aeroespacial, donde las restricciones en la fabricación tradicional, así como las herramientas y el acceso físico a las superficies para el mecanizado restringen el diseño de componentes.

Capacidad de imprimir sin estructuras de sujeción y producción sin residuos.

– Inconvenientes de la sinterización selectiva por láser: Superficie final de las piezas rugosa, haciendo necesario un postprocesado mecánico si la aplicación lo requiere.

En HXX somos profesionales de la impresión 3D en Sevilla aplicada a la ingeniería.

Tags: ASTM F42 / Cromo cobalto / Fabricación aditiva / Fusión lecho de polvo / Gas inerte / Impresión 3D / Industria aeroespacial / Iterbio / SLM (Selective Laser Melting) / Tecnología 3D / Titanio

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