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

Publicado el septiembre 5, 2024 por Alicia M.
impresión 3D tungsteno

El tungsteno o wolframio se ha convertido en un material muy popular en la industria de la impresión 3D de metal. En los últimos años, se ha investigado intensamente la mejor forma de utilizar este material. Han surgido nuevas aplicaciones para el tungsteno en la fabricación aditiva y, en 2020, se logró por fin un gran avance, ya que hasta entonces habían surgido problemas como la fragilidad y la formación de microfisuras durante la producción. En 2021, se desarrolló un nuevo proceso para la producción con la aleación de tungsteno-níquel-hierro. Incluso en la energía de fusión, el tungsteno podría contribuir de forma significativa a las necesidades energéticas de la humanidad y soportar las temperaturas y condiciones extremas de los reactores de fusión. En esta guía hemos resumido todo lo que necesita saber sobre este metal pesado.

Propiedades del material

Este material toma su nombre de la palabra sueca que significa «piedra pesada». De hecho, es el metal técnico más pesado. El wolframio es un material refractario de color blanco brillante con una densidad de 19,25 g/cm3 que se vuelve quebradizo cuando está ligeramente contaminado. También tiene el punto de fusión más alto de todos los metales, a 3.410°C. El punto de ebullición del tungsteno es de 5.700°C, por lo que se utiliza principalmente en bombillas.

Tungsteno en estado puro. (Créditos: ©vvoe – stock.adobe.com)

En su forma pura, el tungsteno es muy blando o quebradizo y casi siempre se combina con otros elementos para formar aleaciones conocidas por su dureza. La más conocida es el carburo de wolframio, una mezcla de wolframio y carbono. Otras combinaciones son el acero rápido, así como el cobalto, el cobre, el bronce, el cromo, el hierro y el níquel. El tungsteno también es un componente de la superaleación de níquel-molibdeno-cromo Hastelloy. En todos los casos, estas aleaciones dan como resultado un material extremadamente duro.

Tecnologías de impresión 3D de tungsteno

Actualmente, el tungsteno se procesa mediante dos métodos. La fusión láser por lecho de polvo (DMLS) utiliza un láser infrarrojo para fundir el polvo y ensamblar las capas. Al principio, la impresión 3D de tungsteno presentaba dificultades técnicas debido a su elevado punto de fusión. Sin embargo, éstas se superaron combinando polvo de tungsteno puro con níquel-hierro o níquel-cobre. El segundo proceso es la inyección de aglutinante o binder jetting. En este caso, ExOne trabajó con un fabricante de materiales para desarrollar un metal compuesto de cobre y tungsteno compatible con sus máquinas. El proceso EBM también se ha adaptado con éxito al tungsteno. La ventaja de este proceso es que el metal puede precalentarse, lo que ayuda a evitar deformaciones y tensiones residuales.

Wolfram Teile

Piezas complejas fabricadas con la aleación de tungsteno, níquel y hierro. (Créditos: Gesellschaft für Wolfram Industrie GmbH)

Aplicaciones y ventajas destacadas

Debido a su resistencia al calor, el tungsteno se utiliza principalmente en las industrias aeroespacial y de defensa. También se encuentra a menudo en toberas de motores de cohetes, herramientas, álabes de turbinas de aviones u ojivas de armas. En el campo de la medicina, el tungsteno también es una opción interesante para los escáneres de resonancia magnética o la protección contra las radiaciones. Se puede utilizar igualmente en el sector de la automoción, la industria química e incluso en aplicaciones de ocio. También se encuentra en equipos de producción de iones, sobre todo en cátodos y ánodos.

El tungsteno tiene una buena resistencia a la corrosión, absorbe los rayos X y gamma y es resistente a la mayoría de los ácidos. Además, este metal pesado es biocompatible. Por su resistencia a la corrosión y la erosión, así como por su conductividad térmica, las aleaciones de wolframio se utilizan en el proceso de fundición con aluminio. En general, las propiedades de este material permiten utilizarlo en una amplia gama de aplicaciones.

Empresas líderes del mercado

Existen varias empresas dedicadas a la impresión 3D con tungsteno. Una de las líderes es la empresa sueca Höganäs AB, que utiliza carburo de tungsteno y titanio como aditivo de carburo mixto para herramientas de corte y la producción de carburo sinterizado a base de tungsteno. GE Additive, uno de los principales actores en el campo de la impresión 3D de metales, también está investigando diversos materiales, entre ellos el tungsteno. ExOne, perteneciente a Desktop Metal y conocida por su tecnología de unión de polvos, también está trabajando con metales pesados. Otras empresas como EOS participan en numerosos proyectos relacionados con este metal. Hace un año, 3D Systems creó una licencia de base de datos de parámetros de impresión para el tungsteno, que se imprime en la máquina DMP Flex 350.

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*Créditos foto de portada: ExOne Pressemitteilung 

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