Técnicas para la fabricación de aditivos metálicos

La industria de la fabricación de aditivos metálicos está en crecimiento, sobre el tema, se publicó en el portal hermano Advancing Materials la presentación del Dr. Dan Thoma, Director del Instituto Grainger de Ingeniería de la Universidad de Wisconsin-Madison, en donde analiza las fortalezas y oportunidades de la fabricación de ad metálicos , la cual consideramos sería de interés para nuestros lectores.

En la presentación, el Dr. Thoma describe tres técnicas AM (Amplitud Modulada): sinterización selectiva (también conocida como lecho de polvo), láser de fusiones de potencia con láser, y la fabricación aditiva de haz de electrones, o en inglés, Electron Fusión de vigas (alambre EBAM). Estos tres métodos son explicados de forma esquemática y durante el webinar del doctor, se muestran videos de las técnicas en acción. Si te interesa, puedes ver aquí el webinar aquí.

Anteriormente hemos comentado que las formulaciones de polvo metálico incluyen algunos grados de acero inoxidable, aceros de baja aleación y aleaciones de níquel y cobalto, algunas de ellas tienen aplicaciones en las industrias aeroespaciales y automotrices.

Existen también polvos metálicos de titanio que es valorado por sus propiedades distintivas y su amplia gama de usos, este elemento también es utilizado en la industria de la medicina. Sus aleaciones son valoradas por su alta resistencia a la tracción, peso ligero, resistencia a la corrosión y capacidad para soportar temperaturas extremas. El titanio es un material vital en la industria de los implantes quirúrgicos porque es un metal fuerte, duradero, biocompatible y no tóxico.

Sin embargo, la impresión 3D aún tiene limitaciones, al igual que la fabricación tradicional de metales. La clave para la impresión de 3D con polvos metálicos depende de tener la aleación adecuada para su aplicación. Por ejemplo, para la aleación de acero se agrega titanio, esto para reducir el tamaño de grano y como desoxidante; y en acero inoxidable se agrega para reducir el contenido de carbono.

El titanio a menudo se funde con aluminio para refinar el tamaño de grano; se utiliza cobre para endurecer; y con cantidades precisas de platino, paladio o rutenio para hacer una tubería que pueden soportar ambientes severos de procesamiento químico. La calidad y la composición química de todos los metales que intervienen en la fabricación de estas mezclas deben verificarse mediante sistemas de análisis elemental.

Al igual que la fabricación tradicional de metales, el éxito de la impresión 3D con polvos metálicos depende de la aplicación adecuada de la composición química.

Los polvos metálicos pueden someterse a un análisis de composición química para determinar la cantidad de impurezas metálicas o no metálicas (forma elemental, o en forma disuelta como solución sólida o como compuestos). Algunas tecnologías de análisis elemental que describen los polvos de metal son la fluorescencia de rayos X de dispersión de energía (WDXRF) y la fluorescencia de rayos X de energía dispersiva (EDXRF).Estos son sistemas XFR basados en laboratorio que pueden evaluar todo tipo de materiales y muestras para análisis tanto cualitativos como cuantitativos, que sirven para procesos y control de calidad de una variedad de aplicaciones metalúrgicas.