Sinterizado directo de metal por láser, les explicamos todo ! Publicado por: Susana SANCHEZ abril SANCHEZ abril 30, 2015
El sinterizado directo de metal por láser es confundido a menudo con el sinterizado sele se lect ctiv ivo o po porr la lase serr (S (SLS LS), ), pe pero ro en rea eali lida dad d no se tr trat ata a de la mi mism sma a té técn cnic ica a de impresión 3D. Este proceso, conocido en inglés a!o el nomre de D"LS (Direct "etal Laser Sintering), fue patentado por E#D $ E%S (&lemania (&lemania)) en ', incluso si las primeras investigacione investigaciones s comenzaron en los a*os +. Mientras ue el proceso S!S utili"a co#o #aterial de base el pol$o de pl%stico, de cer%#ica o de $idrio, el &M!S utili"a el pol$o de #etal' Encontra#os (eneral#ente #ateriales #et%licos #et%licos co#o el acero, el cobalto)cro#o, el alu#inio, el titanio o incluso el inconel' !a resistencia de las pie"as obtenidas es *o+ en da co#parable a la de las t-cnicas de .undici/n o de #ecani"ado #ecani"ado'' El sinteri"ado directo de #etal por l%ser es una de las raras tecnolo(as de .abricaci/n aditi$a ue es utili"ada al ni$el de la producci/n industrial'
Esue#a del proceso de sinteri"ado directo de #etal por l%ser &M!S Co#o toda t-cnica de i#presi/n 3&, la concepci/n de una pie"a co#ien"a con la creaci/n de un #odelo 3& con la a+uda de un so.tare co#o CA4A o ProEN64NEE7' !a etapa si(uiente, reali"ada por el so.tare de la i#presora, consiste en di$idir el ob8eto en una #ultitud de capas de espesor 98o' En el caso del sinteri"ado directo de #etal por l%ser, el espesor de la capa $aria entre 20 + 100 #icrones'
!a plata.or#a en la ue se reali"a la i#presi/n esta co#puesta de 2 recipientes, cada uno acti$ado por un pist/n' El pri#ero es recubierto de pol$o #et%lico #ientras ue el se(undo se encuentra $aco + situado al ni$el de la plata.or#a' El proceso de i#presi/n e#pie"a aadiendo una 9na capa de pol$o de una altura #%;i#a deter#inada por el so.tare de la i#presora en el recipiente $aco' El l%ser de 9bra /ptica del orden de 200<00 = .usiona el pol$o #et%lico' >na $e" ue la #ateria se consolida, una se(unda capa de pol$o es aplicada con la a+uda del siste#a de pistones, + as sucesi$a#ente *asta la creaci/n co#pleta de la pie"a' A continuaci/n un $ideo para co#prender #e8or el proceso en in(l-s: Esta tecnolo(a es #u+ utili"ada en la industria aeroespacial, auto#/$il + #-dica para los i#plantes dentales + de .or#a (eneral para el prototipado + la .abricaci/n de *erra#ientas' !as principales i#presoras ue recurren al sinteri"ado directo de #etal por l%ser son las de los ale#anes E?S con la E?S4N M2@0 + M20, as co#o las del .ranc-s P*eni; S+ste#s aduirido por 3& S+ste#s, con la (a#a de i#presoras PB'
Sinterizado selectivo por láser
Equipo SLS en el Centro Renato Archer in Brasil.
El sinterizado selectivo por láser (SLS es una tcnica de adici"n de prototipado rápido en el cual se deposita una capa de pol#o, de unas dcimas de mil$metro, en una cu%a que se ha calentado a una temperatura li&eramente in'erior al punto de 'usi"n del pol#o. Se&uidamente un láser C) sinteriza el pol#o en los puntos seleccionados (causando que las part$culas se 'usionen * solidi'iquen. Es un proceso continuo de &ran 'lexi%ilidad que permite la con#ersi"n de una &ran #ariedad de materiales. +or eemplo, 'inos de mineral de hierro, pol#os recolectados en 'iltros * otros materiales que contienen hierro, etc. Se utiliza para peque-os #olmenes de piezas que requieran ser 'uncionales.
Índice /ocultar 0 •
1La tecnolo&$a
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)2ateriales * Aplicaciones
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34entaas e incon#enientes
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5Re'erencias
La tecnología/editar 0 La producci"n de o%etos mediante SLS requiere el uso de un láser de alta potencia (por eemplo, un láser de C) para 'usionar peque-as part$culas de plástico, metal,cerámica o cristal en una 'orma tridimensional deseada. El láser 'usiona de 'orma selecti#a material en 'orma de pol#o en una cu%eta mediante el %arrido de 'inas capas trans#ersales que #an, as$, &enerando el o%eto tridimensional. La in'ormaci"n dimensional de la pieza a imprimir pro#iene de un archi#o in'ormático que ha sido &enerado o pre#iamente escaneado. 6na #ez que la secci"n trans#ersal, o capa, se #an 'ormando la cu%eta de pol#o desciende una distancia equi#alente al espesor de la capa 'ormada, * una nue#a capa de material %ase es a-adida a la super'icie. El proceso es as$ repetido tantas #eces como capas se necesiten 'undir hasta crear el o%eto tridimensional. Las piezas terminadas tendrán una densidad que depende de la potencia pico del láser más que de su duraci"n, los equipos SLS usan un láser de pulso. El equipo SLS precalienta el material pol#o %ase en la cu%eta a una temperatura li&eramente in'erior a la de 'usi"n de dicho material. 7e esta 'orma hace que la 'usi"n del material por calentamiento sea más sencilla. 1 Al contrario que en otros procesos de 'a%ricaci"n por adici"n, como la estereolito&ra'$a (SLA * deposici"n de hilo 'undido (872, la sinterizaci"n selecti#a por láser no necesita de soportes *a que la parte sinterizada está todo el tiempo rodeada de pol#o sin sinterizar que acta de soporte.
Selecti#e laser sinterin& process
Materiales y Aplicaciones /editar 0 Al&unos equipos SLS usan un pol#o de un nico componente, como en el sinterizado directo de metal por láser. 7e todas 'ormas, la ma*or$a de equipos utilizan un pol#o %i9componente, t$picamente pol#o recu%ierto o una mezcla de pol#os. Comparado con otros mtodos de 'a%ricaci"n por a dici"n, el SLS puede producir piezas a partir de un ran&o relati#amente amplio de materiales de pol#o. Estos inclu*en pol$meros como
el nailon (puro, con 'i%ras de #idrio u otras 'i%ras, o poliestireno, metales que inclu*en acero, titanio, aleaciones * compuestos. El proceso qu$mico puede conlle#ar un 'undido completo, parcial o sinterizado en 'ase l$quida. 7ependiendo del material se pueden conse&uir piezas con densidades del 1::; de la densidad del material, teniendo as$ la pieza propiedades '$sicas compara%les a aquellas 'a%ricadas por mtodos tradicionales. La tecnolo&$a SLS se está expandiendo por todo el mundo de%ido a la 'acilidad que tiene para la 'a%ricaci"n de piezas de &eometr$a mu* complea directamente de los modelos di&itales CA7. 2ientras que comenz" a utilizarse como un mtodo de o%tenci"n de prototipos rápido, se está cada #ez usando más en la producci"n de tiradas cortas de piezas para uso 'inal.
Ventajas e inconvenientes /editar 0 Al tratarse de una poliamida sus caracter$sticas mecánicas, en muchas ocasiones, son pr"ximas a las que corresponder$an al material de'initi#o. Es posi%le realizar piezas, en las que el material ten&a una car&a del 3: ; 8.4. Son elementos especialmente indicados para conuntos en los que se pre# un montae * desmontae en la 'ase de prue%a. Soportan temperaturas más ele#adas que en el caso de la estereolito&ra'$a
interización
+ieza de metal sinterizado.
Sinterización es el tratamiento trmico de un pol#o o compactado metálico o cerámico a una temperatura in'erior a la de 'usi"n de la mezcla, para aumentar la resistencia mecánica de la pieza, *a que se ha aumentado el tama-o de &rano. En la 'a%ricaci"n de cerámicas, este tratamiento trmico trans'orma un producto en pol#o en otro compacto * coherente por medio de la arolizacion. La sinterizaci"n se utiliza de modo &eneralizado para producir 'ormas cerámicas de almina, %erilia, 'errita * titanatos. En la sinterizaci"n las part$culas coalescen por di'usi"n at"mica al estado s"lido a mu* altas temperaturas, pero por de%ao del punto de'usi"n o #itri'icaci"n del compuesto que se desea sinterizar. En el proceso, se produce di'usi"n at"mica entre las super'icies de contacto de las part$culas, lo que pro#oca que resulten qu$micamente unidas.
Índice /ocultar 0
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1+rincipales #entaas
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)Aplicaciones
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3Enlaces externos
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54ase tam%in
Principales ventajas /editar 0 Como en todos los procesos de 'a%ricaci"n ha* que tener presente la ener&$a necesaria * la cantidad de material que se
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%tenci"n de las piezas a temperaturas relati#amente %aas (ahorro ener&tico. +ermite la o%tenci"n de las piezas directamente con su 'orma de'initi#a (proceso rápido. Se usa totalmente el material, sin &enerar residuos, como pueden ser #irutas o pol#o (ahorro de materias primas * productos.
Aplicaciones/editar 0 Las distintas aplicaciones que tiene dentro de la pul#imetalur&ia son= •
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8a%ricaci"n de o%etos con materiales re'ractarios. 8a%ricaci"n de o%etos con materiales de mucha pureza * composici"n de alta precisi"n.
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8a%ricaci"n de piezas con materiales di'$ciles de enmoldar.
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8a%ricaci"n de car%uros metálicos.
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8a%ricaci"n de piezas metálicas porosas para utilizar como 'iltros.
>ndependientemente, la sinterizaci"n por láser es uno de los procesos más usados en las tcnicas de prototipado rápido
