Guía completa: La impresión 3D de alúmina, ¡te explicamos todo!

La alúmina, también conocida como óxido de aluminio, es un material cerámico técnico. Se encuentra de forma natural en la bauxita, una roca que también contiene óxido de hierro. Mediante el proceso Bayer se extrae un polvo blanco que puede transformarse en aluminio por electrólisis. La alúmina es realmente interesante por sus propiedades químicas, térmicas y eléctricas. Por ello, es una de las cerámicas oxidadas más utilizadas en la fabricación aditiva. Pero, ¿cuáles son sus características y qué procesos son compatibles con ella? ¡Te contamos un poco más sobre la alúmina en la impresión 3D!
Fue en 1754 cuando el químico alemán Andreas Sigismund Marggraf aisló por primera vez la alúmina del alumbre. Unos años más tarde, se utilizó el proceso Bayer para extraerla del mineral conocido como bauxita. Hoy en día, el 90% del óxido de aluminio se utiliza para producir aluminio, pero también se emplea como cerámica técnica, ofreciendo características muy interesantes en cuanto a resistencia a la temperatura y al choque térmico. Para hacernos una idea, el punto de fusión de la alúmina es superior a 2.000°C. El material tiene muy buena estabilidad dimensional, resistencia al desgaste y es un buen aislante eléctrico. Su dureza es comparable a la del carburo de tungsteno.

Una vez extraída, la alúmina es un polvo blanco. (Créditos: Itaforte)
La alúmina en la impresión 3D
El óxido de aluminio es un polvo que puede utilizarse en la fabricación aditiva de varias maneras. En primer lugar, puede encontrarse en un filamento de plástico y utilizarse para la impresión 3D FFF. Una vez que la pieza está lista, tendrá que pasar por las etapas de desligado y sinterización para deshacerse de cualquier disolvente y plástico, además de para consolidar el material. También es posible utilizar el material en la fabricación aditiva con resina. Aquí serán necesarias igualmente etapas de postratamiento para obtener una pieza final con características químicas y mecánicas interesantes. Por último, algunas impresoras de binder jetting son compatibles con la cerámica, incluida la alúmina. Hay que señalar que la impresión 3D de alúmina implica etapas adicionales de post-procesado, lo que puede alargar el proceso de fabricación y añadir limitaciones a la producción. Sin embargo, algunos actores del mercado intentan automatizar al máximo esta parte del proceso.
Entre estos actores figuran 3D Ceram y Formlabs, que ofrecen máquinas de resina compatibles con la alúmina. Nanoe, por su parte, ha desarrollado un filamento de óxido de aluminio, y Concr3de, ofrece una gama de soluciones industriales basadas en la tecnología binder jetting. El objetivo no es enumerar todos los proveedores del mercado, sino simplemente mostrar que existen diferentes opciones a la hora de utilizar la alúmina en la fabricación aditiva.
Principales aplicaciones
Como es de esperar, la alúmina es interesante para muchas industrias que requieren resistencia a altas temperaturas o propiedades aislantes, como la aeroespacial o la energética. Por ejemplo, se usa para carcasas de conectores, aislantes y piezas para montajes eléctricos. Gracias a la fabricación aditiva, podemos obtener pequeñas cantidades a menor coste y personalizarlas según las necesidades.

Piezas de cerámica creadas con la resina de impresión 3D Alumina 4N. (Créditos: Formlabs)
La alúmina impresa en 3D también puede utilizarse para crear núcleos de fundición complejos, lo que reduce los plazos de entrega y el coste total del molde. Es posible, por ejemplo, diseñar piezas con canales internos para mejorar el flujo de fluidos o aire, una complejidad en términos de diseño raramente alcanzable mediante procesos de fabricación tradicionales. Como vemos, la fabricación aditiva permite diseñar con mayor eficacia piezas de alúmina resistentes, duraderas y complejas.
¿Qué piensas de la impresión 3D de alúmina? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook, LinkedIn y Youtube. Sigue toda la información sobre impresión 3D en nuestra Newsletter semanal.
*Créditos foto de portada: Formlabs