Uno de los puntos fuertes de la fabricación aditiva es que es compatible con una amplia gama de materiales, desde polímeros y metales hasta hormigón y pasta. Cada vez se utiliza más con la cerámica, ya sea técnica o no. La impresión 3D de cerámica ofrece múltiples ventajas en varios sectores. Aunque la circonia y la alúmina son las más comunes en la impresión 3D, otra cerámica técnica que también se está haciendo un hueco es el nitruro de silicio. Se trata una cerámica no oxidada que ofrece propiedades termomecánicas muy interesantes. Pero, ¿cuáles son todas las características del nitruro de silicio en la impresión 3D? Te contamos un poco más a continuación.
El nitruro de silicio (Si3N4) se obtiene calentando un polvo de silicio en una atmósfera de nitrógeno. Es una de las cerámicas técnicas más duras y resistentes del mercado. Tiene una baja densidad, muy buena resistencia al choque térmico y una excelente resistencia al desgaste y la corrosión. El nitruro de silicio puede soportar un calentamiento muy elevado seguido de un enfriamiento rápido sin agrietarse. Por tanto, es una cerámica especialmente interesante para todas las aplicaciones de soldadura fuerte y blanda.
Intercambiador de calor impreso en 3D con nitruro de silicio. (Créditos: 3DCeram)
El nitruro de silicio en la impresión 3D
Como la mayoría de las cerámicas técnicas del mercado, el nitruro de silicio puede encontrarse en varias formas, lo que permite utilizarla diferentes procesos aditivos para crear piezas complejas. En primer lugar, es compatible con la extrusión de material, más concretamente con impresoras 3D de pellets. Algunos fabricantes, como Pollen AM, ofrecen este material en su catálogo. Cuando se trata de utilizar filamentos, los fabricantes son menos comunes, pero existen algunos termoplásticos, como el que ofrece Spectrum Filaments. En su página web se indica que “el contenido orgánico del filamento es de aproximadamente un 21,5% en masa”.
La estereolitografía ofrece más posibilidades, ya que el nitruro de silicio se puede encontrar en forma de resina. El proceso permite un mayor detalle y precisión, así como una alta densidad. Tras la impresión, sin embargo, la pieza debe limpiarse para eliminar el exceso de resina, seguida de una etapa de sinterización para dar a la pieza sus propiedades finales y densificar la cerámica. Entre los fabricantes de máquinas que ofrecen nitruro de silicio figuran 3DCeram y Lithoz.
Por último, varios proyectos de investigación llevados a cabo en todo el mundo han demostrado que es posible utilizar la inyección aglutinante para crear piezas con nitruro de silicio, aunque esta práctica todavía parece limitada en la actualidad.
Créditos: 3DCeram
Principales aplicaciones
Como puede verse, dada su resistencia a temperaturas muy elevadas, el nitruro de silicio resulta interesante en muchos sectores de actividad. De forma más general, la cerámica se utiliza sobre todo en la industria del automóvil para crear piezas del motor. El material también es popular para piezas de cojinetes.
En el campo de la impresión 3D, el nitruro de silicio interesa a la industria aeroespacial, que busca dureza, ligereza y resistencia térmica. También se utiliza para imprimir tubos de calefacción, semiconductores y componentes de bombas y válvulas, gracias a su resistencia a líquidos y gases.
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*Créditos foto de portada: Höganäs Germany GmbH