InssTek revoluciona la investigación mundial de aleaciones con la impresora 3D MX-Lab

La deposición de energía dirigida (DED) es una de las tecnologías de fabricación aditiva de metal más versátiles. Utilizado para todo, desde grandes piezas metálicas hasta reparaciones, el proceso está ganando popularidad en distintos sectores. Un ámbito en el que se observa un interés creciente por la impresión DED es el de la investigación de materiales. Prueba de ello es la impresora 3D MX-Lab, de InssTek, diseñada precisamente para este fin.

El proveedor surcoreano de soluciones industriales de impresión 3D InssTek ha cosechado un gran éxito mundial con su máquina de impresión 3D de metales MX-Lab, que ha atraído a las mejores universidades e instituciones de investigación de todo el mundo. Las recientes ventas al Instituto Jean Lamour (IJL) de la Universidad de Lorena han acelerado aún más la exitosa expansión mundial de MX-Lab. Además, se están realizando instalaciones en otras universidades e instituciones de investigación, especialmente para quienes trabajan en metalurgia, o en la mezcla de metales para hacer aleaciones.

Pero, ¿cómo puede utilizarse exactamente el método DED en la investigación de materiales? ¿Cómo se puede adoptar la tecnología si se tiene poca experiencia con la fabricación aditiva de metal? ¿Por qué elegir esta impresora 3D? Echamos un vistazo más de cerca a la impresora 3D MX-Lab para responder mejor a estas preguntas. Además, los asistentes a Formnext 2024 también podrán ver la máquina en el stand de InssTek, en el pabellón 12.0, D98.

Una vistazo de cerca a la impresora 3D MX-Lab

Antes de conocer las aplicaciones, es necesario entender la propia impresora 3D MX-Lab. Como ya se ha mencionado, esta máquina utiliza la tecnología DED con el método Direct Metal Tooling (DMT®) propio de InssTek. Este proceso del fabricante coreano destaca por ser una de las formas más precisas de la impresión 3D DED, con polvo fundido directamente por un láser y con dos cámaras de visión que pueden analizar y controlar la altura del baño de fusión en tiempo real. La MX-Lab se ha diseñado como una solución básica para el proceso DED, haciéndolo aún más accesible a las aplicaciones de investigación.

Laboratorios de investigación de muchos países han publicado artículos en los que se ha utilizado la impresora 3D MX-Lab.

El volumen de fabricación de la MX-Lab es de hasta150 x 150 x 150 mm y utiliza un láser de fibra de iterbio. Su tamaño compacto permite a los investigadores diseñar y realizar experimentos con flexibilidad y facilidad. La potencia máxima del láser es de 500 vatios, con una potencia media de unos 300 vatios.

Además, la solución se ha desarrollado para facilitar su instalación y se ha optimizado especialmente para la investigación de materiales. Su interfaz de fácil manejo y sus funciones avanzadas permiten a científicos e ingenieros explorar con eficacia una amplia gama de composiciones y propiedades de materiales. Por ello, la impresora cuenta con una serie de propiedades interesantes para los investigadores.

La característica más destacada de esta impresora es su sistema «Hexa Powder Feeder», que permite controlar con precisión hasta seis proporciones diferentes de material durante las investigaciones. Este sistema garantiza una alimentación de polvo precisa, incluso en microcantidades, lo que la hace ideal para aplicaciones de estudio concretas. Por ejemplo, está optimizado para la investigación de aleaciones de alta entropía (HEA). El alimentador es capaz de escanear a gran velocidad aleaciones de distintas composiciones durante la impresión 3D, lo que permite investigar materiales con rapidez.

Las características de la impresora 3D MX-Lab están preparadas para la investigación de aleaciones, como se muestra en esta imagen.

Otras características son la calibración automática del polvo, el ajuste automático de la capa z, la posibilidad de ajustar el polvo láser adecuado para el material en la ubicación deseada para muestras multimaterial y un sistema de monitorización. Este último supervisa parámetros como la potencia del láser, la imagen del baño de fusión, el sistema de coordenadas y el sistema de alimentación de polvo, proporcionando capacidades de extracción de datos para el usuario. Una gran ayuda para la investigación.

La impresión 3D DED para la investigación de materiales

A la vista de sus características, es comprensible que la impresora 3D MX-Lab haya causado sensación en el sector de la investigación de materiales. De hecho, ya se han vendido 40 unidades en 15 países de todo el mundo, incluidos EE.UU., Europa y, por supuesto, Asia. Y los casos de uso demuestran que se adapta muy bien a la investigación de materiales en particular.

Tomemos el ejemplo de la investigación HEA, aleaciones que se forman mezclando proporciones iguales o relativamente grandes de cinco o más elementos. Estas aleaciones suelen ser fuertes, con mayor dureza y una gran resistencia a la corrosión en comparación con las aleaciones y metales estándar. Esto las hace especialmente atractivas en campos como la fabricación de moldes, la industria aeroespacial o la antirradiación, entre otros. Y es una de las formas más populares en que los investigadores están utilizando la impresora 3D MX-Lab, por ejemplo en el KAIST de Corea del Sur.

Algunos de los temas de investigación que se han explorado con la impresora 3D MX-Lab de InssTek.

Otras aplicaciones se pueden ver en una serie de prestigiosas instituciones de investigación. Por ejemplo, en EE.UU., la Universidad de Brown está utilizando la impresora 3D MX-Lab para investigaciones innovadoras en ciencia e ingeniería de materiales. Mientras tanto, en la Universidad de Michigan, los expertos realizan estudios sobre aleaciones de alto rendimiento y optimización de procesos de impresión 3D. En la Universidad de Dakota del Norte, el MX-Lab se utiliza para desarrollar estructuras multimateriales y aplicaciones de aprendizaje automático en impresión 3D.

También hay aplicaciones en otros países, como en el VTT de Finlandia, donde trabajan en la búsqueda de una aleación mejorada cambiando la composición de una aleación ya existente. Por último, COMTES FHT a.s., en la República Checa, está utilizando la impresora 3D para fabricar muestras de FGM.

Estos materiales, que son la abreviatura de Functionally Gradient Materials (materiales de gradiente funcional), destacan por su capacidad para incluir variaciones en la composición o las microestructuras en función del volumen, lo que permite modificar las propiedades del material y diseñarlo para funciones y aplicaciones específicas. Sólo impresoras 3D como la MX-Lab podrían crearlos. Numerosas publicaciones en prestigiosas revistas también han puesto de manifiesto la versatilidad y el alto rendimiento de la MX-Lab en diversos campos de investigación.

Un portavoz de InssTek concluye: “El gran interés y la confianza en el rendimiento y el potencial de la MX-Lab por parte de las instituciones de investigación están impulsando nuestro éxito en el mercado mundial. Nuestro objetivo es seguir colaborando con más instituciones para contribuir al desarrollo de tecnologías innovadoras”. Puedes obtener más información sobre la impresora 3D MX-Lab, aquí. No olvides visitar en Formnext en el stand D98, en el pabellón 12.0, para ver directamente cómo puede utilizarse esta solución para la investigación de materiales.

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