Como en todo proceso de fabricación aditiva, el postratamiento de las piezas es un paso de vital importancia para conseguir resultados de alta calidad. La tecnología de impresión 3D ofrece grandes ventajas a los fabricantes industriales, sin embargo, también cuenta con algunos obstáculos a los que hoy en día seguimos haciendo frente. Uno de ellos es la necesidad de mejorar la calidad superficial de las piezas, ya que los valores obtenidos oscilan entre 12 y 20 µm. Por esta razón, muchas empresas han desarrollado nuevas soluciones y procesos, como el Vibratory Finishing, que parecen posicionarse como una alternativa real. Además, este tipo de tecnologías requieren unos costes más reducidos y tienen un impacto medioambiental mucho menor que otras alternativas.
Por lo general, los procesos de acabado abrasivo y en concreto los procesos realizados dentro de un medio abrasivo (como el tribonishing, el drag finishing o el vibratory finishing), se están convirtiendo en alternativas económicas y viables dentro del sector manufacturero. Estos métodos son especialmente interesantes en industrias con piezas de alto valor añadido, como la aeronáutica, la automoción o el biomédico, etc. Las piezas de este tipo tienen unos requerimientos de integridad superficial que son muy importantes para su comportamiento en términos de fatiga y tribología, requiriendo de procesos de acabado para obtener estas propiedades. Para poner esto a prueba, Mondragon Unibertsitatea, una universidad ubicada en Gipuzkoa, ha colaborado con Hervel Electroquímica, la empresa española dedicada al desarrollo de soluciones para el tratamiento de superficies. Han llevado a cabo un estudio sobre piezas de Ti6Al4V fabricadas mediante SLM (Selective Laser Melting), que pasaron por un postratamiento mediante el sistema de acabado Vibratory Finishing. Con este método consiguieron reducir drásticamente el tiempo de postprocesado final.
La maquinaria y la pasta utilizadas en el postratamiento.
¿En qué consiste la tecnología Vibratory Finishing?
El Vibratory Finishing es un proceso industrial muy versátil que lleva utilizándose desde hace décadas para el tratamiento de distintas superficies (pulir, desbarbar, acabado de bordes, abrillantar, etc). Consiste en introducir en un recipiente las piezas a tratar junto a un medio abrasivo (moletas) con un compuesto químico. El recipiente es sometido a un movimiento vibratorio con amplitud y frecuencia controlada que se consigue a través de un motor excéntrico. Mediante la vibración del recipiente, se genera un desplazamiento helicoidal del contenido, y el movimiento relativo entre las moletas que impactan contra las piezas produce la erosión. Al eliminar la rugosidad de las piezas conseguimos el resultado óptimo deseado.
El sistema que comúnmente se emplea en Vibratory Finishing consta de 4 fases (desbaste, acabado, abrillantado y secado), y en cada una de ellas se emplea una moleta abrasiva con su respectivo compuesto. En la investigación de Mondragon Unibertsitatea y Hervel, se empleó una nueva moleta abrasiva cerámica, fabricada en base a carburo de silicio junto a una pasta de alta abrasividad como compuesto. Gracias a esta aplicación, el proceso se ha reducido a 3 fases (desbaste/acabado, abrillantado y secado). La combinación de los dos primeros pasos permite realizar un desbaste relativamente rápido y posteriormente proporcionarle un acabado de gran calidad a la pieza final. El equipo de Hervel comenta: “Se han obtenido superficies de una rugosidad media (Ra) de 0,44 µm partiendo de una rugosidad de fabricación (Ra as-built) que varía entre 4 y 13 µm. De manera general, hemos conseguido reducir en aproximadamente 5 horas el tiempo total del proceso”.
Aún podemos encontrar algunas limitaciones en el proceso Vibratory Finishing, como baja controlabilidad y los todavía largos tiempos de ciclo. Sin embargo, está demostrando ser un proceso con gran potencial de mejora. No sería ninguna sorpresa que a corto plazo se posicione como una opción de postprocesado en piezas impresas en 3D para sectores como la aeronáutica, la automoción o el biomédico, etc. De hecho, en los últimos años hemos visto una evolución en los sistemas de postratamiento para acercarse a la fabricación aditiva y que estudios como el de Hervel permiten centrarse en nuevos procesos que sin duda son interesantes para los actores industriales. Puedes encontrar más sobre esta tecnología en el sitio web de Hervel, aquí.
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*Créditos de todas las fotos: Hervel Electroquímica S.L y Mondragón Goi Eskola Politeknikoa S.Coop.