La reutilización del polvo de metal en la fabricación aditiva
En los últimos diez años, la fabricación aditiva de metal se ha consolidado en el sector industrial. Todavía utilizada en gran medida para la creación de prototipos, la tecnología está alcanzando lentamente un estado de madurez que permitirá la producción en serie de piezas de uso final. Los procesos de impresión 3D de metal a menudo dependen de polvos (a veces alambres de metal) para fabricar piezas. Como lo explicó Canadian Metalworking, al comienzo de esta tecnología, los fabricantes no tenían acceso al polvo metálico específicamente diseñado para la impresión 3D. Por lo tanto, tuvieron que trabajar con sobras y desechos con especificaciones generales. Hoy en día, comprar polvos con las especificaciones correctas para la impresión 3D es relativamente fácil. La pregunta es ¿pueden los fabricantes recurrir a la reutilización de los restos de polvos de metal de manera efectiva?
En un artículo publicado por Canadian Metalworking, se explora la cuestión de la reutilización de los polvos de metal. Como sabemos, uno de los beneficios de la fabricación aditiva sobre las técnicas de producción convencionales es que los materiales pueden reciclarse. La clave es mantener el polvo bajo las especificaciones correctas para el proceso de fabricación. En el proceso de impresión 3D de metal más popular, también conocido como fusión láser de lecho de polvo (LPBF), solo se fusiona una pequeña cantidad de material para crear un objeto, dejando el resto intacto.
Uno de los procesos de fusión láser de lecho de polvo más populares.
Por lo tanto, la reciclabilidad depende en gran medida del material utilizado, dado que cada material se desgasta de manera diferente. Lucy Grainger, ingeniera de aplicaciones sénior en Renishaw, dijo a Canadian Metalworking: “Varios aceros no son tan susceptibles de degradarse en términos de propiedades químicas como las aleaciones de titanio o aluminio. En general, la distribución del tamaño del polvo debe ser como una distribución de tipo curva de campana. El polvo debe ser generalmente esférico en lugar de angular, lo que facilita el flujo. Entonces, cuando dosificamos las capas, es consistente y repetible cada vez”. Esencialmente, el número de ciclos de reutilización está limitado por cuánto se degrada el material antes de que esté fuera de especificación.
Cada polvo tendrá un rendimiento diferente de acuerdo con el sistema utilizado, y esta es información que algunos fabricantes no tienen en cuenta. Sin embargo, es clave comprender cómo funcionará un material en una máquina, lo que significa realizar experimentos de validación de antemano. Además, el tipo de parte que estamos creando afectará a la reutilización del polvo. Por ejemplo, una parte compleja, como una estructura reticular, tendrá más zonas afectadas por el calor que una parte simple (donde la zona afectada por el calor está solo en los bordes). Dado que el polvo se desgasta más rápidamente cuanto más cerca está de la fuente de calor donde se lleva a cabo el proceso de fusión, una parte compleja desgastará más polvo.
Créditos: EOS
Finalmente, Canadian Metalworking toca la arquitectura de las impresoras 3D de metal. Lucy Grainger agrega: “Con la química de los polvos, se trata básicamente del medio ambiente en la cámara de construcción. Tan pronto como la máquina dispara un láser al polvo y lo calienta, dependiendo del material, el material fundido y las partículas en la zona afectada por el calor absorberán las moléculas de oxígeno, nitrógeno y agua disponibles en la cámara”. Por lo tanto, una cámara de construcción que esté sellada adecuadamente puede extender los ciclos de reutilización del material al impedir que el aire y la humedad entren en la atmósfera de la cámara de construcción. Puedes encontrar más información AQUÍ.
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