{"id":79989,"date":"2025-02-06T00:02:34","date_gmt":"2025-02-05T23:02:34","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/?p=79989"},"modified":"2025-02-05T12:26:07","modified_gmt":"2025-02-05T11:26:07","slug":"recocido-vs-hip-tratamiento-termico-060220252","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/recocido-vs-hip-tratamiento-termico-060220252\/","title":{"rendered":"Recocido VS Prensado isost\u00e1tico en caliente: \u00bfqu\u00e9 tratamiento t\u00e9rmico usar en impresi\u00f3n 3D?"},"content":{"rendered":"

A medida que la fabricaci\u00f3n aditiva sigue industrializ\u00e1ndose, el postratamiento<\/a> es cada vez m\u00e1s importante. A trav\u00e9s de esta etapa cr\u00edtica, los usuarios pueden mejorar las piezas, haci\u00e9ndolas m\u00e1s fuertes y densas o incluso d\u00e1ndoles propiedades espec\u00edficas. De esta forma se aseguran de que puedan ser utilizadas para aplicaciones finales avanzadas. De todos los distintos tipos de postratamiento, uno de los m\u00e1s importantes para la impresi\u00f3n 3D por lecho de polvo, especialmente en el caso de los metales, es el tratamiento t\u00e9rmico.<\/p>\n

Pero, \u00bfqu\u00e9 tratamiento t\u00e9rmico es adecuado para una pieza? \u00bfC\u00f3mo funciona? Para responder a estas preguntas, hemos querido analizar dos procesos de tratamiento t\u00e9rmico<\/a> muy utilizados: el prensado isost\u00e1tico en caliente (HIP)<\/strong> y el recocido<\/strong>.<\/p>\n

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Una pieza de metal creada con fabricaci\u00f3n aditiva. (Cr\u00e9ditos: Industrial Metal Service)<\/p><\/div>\n

Ambos procesos son compatibles con tecnolog\u00eda de metal, como LPBF, EBM, inyecci\u00f3n aglutinante, DED e incluso inyecci\u00f3n de nanopart\u00edculas. Tambi\u00e9n pueden utilizarse con cer\u00e1micas y pol\u00edmeros, aunque en distinta medida. Tienen muchas ventajas, como el refuerzo de los materiales, la facilidad para trabajar con ellos y la mejora de sus propiedades. B\u00e1sicamente, estas dos t\u00e9cnicas optimizan los componentes, pero sus procesos y resultados difieren.<\/p>

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\u00bfC\u00f3mo funcionan el HIP y el recocido?<\/h3>\n

Para entender las diferencias y similitudes entre el HIP y el recocido, a continuaci\u00f3n, explicaremos y compararemos cada proceso. En primer lugar, el recocido es un tratamiento t\u00e9rmico que consiste en calentar metales, vidrio<\/a>, cer\u00e1mica o pol\u00edmeros y dejar que el material se enfr\u00ede lentamente para eliminar las tensiones internas. Este proceso altera las propiedades f\u00edsicas, y a veces qu\u00edmicas, de un material, aumentando su ductilidad y reduciendo su dureza para que sea m\u00e1s f\u00e1cil trabajar con \u00e9l.<\/p>\n

El HIP, por su parte, consiste en exponer una pieza a una combinaci\u00f3n de altas temperaturas y presiones de gas para eliminar la porosidad de los materiales metal\u00fargicos<\/a>. Tambi\u00e9n puede aumentar la densidad de muchas cer\u00e1micas, convirti\u00e9ndolas en componentes totalmente densos.<\/p>\n

Recuerde que la \u00abI\u00bb de HIP significa isost\u00e1tico. Esto se refiere al gas, que se aplica isost\u00e1ticamente, lo que significa que ejerce presi\u00f3n por igual en todas las direcciones sobre un material. El resultado es una fuerza uniforme alrededor del objeto. Al igual que el recocido, el HIP mejora las propiedades mec\u00e1nicas y la trabajabilidad del material. El proceso tambi\u00e9n puede unir materiales distintos para fabricar piezas \u00fanicas.<\/p>\n

El proceso de recocido<\/h4>\n

El recocido se lleva a cabo, como es de esperar, en un horno de recocido. \u00c9stos var\u00edan en funci\u00f3n de las necesidades de los materiales y del coste, pero en general pueden calentarse entre 300\u00b0C y 1.000\u00b0C (para los modelos de gama m\u00e1s alta). La temperatura en el horno debe controlarse cuidadosamente, por lo que a menudo se recomiendan estos hornos de recocido. Sin embargo, si cumple los requisitos de temperatura, te\u00f3ricamente podr\u00eda utilizarse cualquier horno que alcance la temperatura adecuada.<\/p>\n

El recocido consta de tres etapas, todas ellas determinadas por par\u00e1metros de temperatura que dependen del tipo de material utilizado. Para llevar a cabo el recocido, es fundamental conocer el material y sus requisitos de temperatura.<\/p>\n

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Un horno de recocido. (Cr\u00e9ditos: Thermcraft)<\/p><\/div>\n

1. Etapa de recuperaci\u00f3n <\/strong><\/p>\n

En la primera fase del recocido, la temperatura del material se eleva por encima de la de cristalizaci\u00f3n para que los \u00e1tomos tengan energ\u00eda para moverse. El movimiento de los \u00e1tomos ayuda a redistribuir y erradicar las dislocaciones (irregularidades dentro de una estructura cristalina), sobre todo en los metales. Esto hace que el metal sea m\u00e1s deformable y, por tanto, m\u00e1s d\u00factil. El mismo efecto puede producirse en la cer\u00e1mica, pero en menor medida. En general, esta etapa alivia las tensiones internas del material.<\/p>\n

2. Etapa de recristalizaci\u00f3n <\/strong><\/p>\n

A medida que el material sigue calent\u00e1ndose, acaba alcanzando la fase de recristalizaci\u00f3n. Esta se produce a una temperatura lo suficientemente alta para la recristalizaci\u00f3n, pero a\u00fan por debajo del punto de fusi\u00f3n. Aqu\u00ed se forman y crecen nuevos granos sin deformaci\u00f3n, que reemplazan el espacio dejado por las dislocaciones anteriores.<\/p>\n

3. Etapa de crecimiento de los granos <\/strong><\/p>\n

Una vez completada la recristalizaci\u00f3n, la pieza puede empezar a enfriarse, entrando en la etapa de crecimiento de grano. A medida que se enfr\u00eda, se desarrollan y crecen nuevos granos. Sin embargo, el crecimiento de estos granos no es aleatorio. Se controla en funci\u00f3n de la velocidad de enfriamiento y de la atm\u00f3sfera en la que se enfr\u00eda.<\/p>\n

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Representaci\u00f3n gr\u00e1fica de lo que les ocurre a las mol\u00e9culas durante el recocido. (Cr\u00e9ditos: MechDaily)<\/p><\/div>\n

Dependiendo del material, el recocido puede durar desde cuatro horas hasta un d\u00eda entero. Adem\u00e1s, hay que tener en cuenta que existen varios tipos de recocido. Aunque no es una lista exhaustiva, algunos de los m\u00e1s utilizados son el recocido total o completo, el recocido isot\u00e9rmico, el recocido de esferoidizaci\u00f3n, el recocido por difusi\u00f3n y el alivio de tensiones.<\/p>\n

Las piezas impresas en 3D, o las fabricadas con materiales adecuados, pueden beneficiarse de todos estos procesos. A la hora de decidir entre distintos tipos de recocido, el material y la aplicaci\u00f3n ser\u00e1n factores determinantes.<\/p>\n

El prensado isost\u00e1tico en caliente<\/h4>\n

El proceso de HIP consiste en cargar las piezas en un recipiente de contenci\u00f3n de alta presi\u00f3n y exponerlas a una temperatura y una presi\u00f3n de gas isost\u00e1ticas elevadas. \u00bfC\u00f3mo de altas? La temperatura puede llegar a los 2.000\u00b0C y la presi\u00f3n a unos 310 MPa, aproximadamente la misma que la de la Fosa de las Marianas, a 11.000 m de profundidad en el Oc\u00e9ano Pac\u00edfico. Esto har\u00e1 que el material se contraiga, manteniendo su forma inicial hasta que los poros del interior desaparezcan, densificando la pieza. El proceso se utiliza ampliamente para aliviar tensiones en componentes sinterizados, fundidos y fabricados aditivamente.<\/p>\n

El arg\u00f3n es el gas presurizador m\u00e1s utilizado para el proceso. En particular, el arg\u00f3n es un gas inerte, por lo que no har\u00e1 reaccionar qu\u00edmicamente al material. El tipo de metal utilizado tambi\u00e9n puede minimizar los efectos de una reacci\u00f3n qu\u00edmica. Algunos sistemas utilizan el bombeo de gas asociado para alcanzar el nivel de presi\u00f3n necesario. Estos gases se aplican uniformemente al objeto y se mantienen durante un tiempo determinado.<\/p>\n

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Cr\u00e9ditos: Metal Powder Industries Federation<\/p><\/div>\n

Los niveles de temperatura y presi\u00f3n del gas, as\u00ed como la duraci\u00f3n del ciclo, vienen determinados por el tipo de material utilizado y las propiedades deseadas del producto final. Los ciclos pueden durar de ocho a doce horas o d\u00edas. El proceso confiere a las piezas una microestructura uniforme, lo que mejora sus propiedades.<\/p>\n

En cuanto a los procesos de impresi\u00f3n 3D, Hiperbaric<\/a>, l\u00edder en prensado isost\u00e1tico en caliente, se\u00f1ala que el HIP puede combinarse f\u00e1cilmente con la fusi\u00f3n l\u00e1ser por lecho de polvo y el EBM para obtener piezas superiores. Tambi\u00e9n son compatibles la inyecci\u00f3n de aglutinante, el DED, la extrusi\u00f3n de metal y la inyecci\u00f3n de metal (como la tecnolog\u00eda nanoparticle jetting).<\/p>\n