Polvo de acero inoxidable 316L

Visión general de Polvo de acero inoxidable 316l

El polvo de acero inoxidable 316L es una aleación de acero austenítico ampliamente utilizada en aplicaciones de fabricación aditiva o impresión 3D en los sectores aeroespacial, de dispositivos médicos, de procesamiento químico y de herramientas. Con mayor pureza y menor contenido de carbono que el polvo de 316 convencional, el polvo de 316L permite fabricar componentes resistentes a la corrosión que cumplen las normas de biocompatibilidad.

Este artículo trata de las composiciones de polvo de 316L adaptadas a los principales procesos de AM, características clave como la distribución del tamaño de las partículas, las velocidades de flujo y el porcentaje de partículas satélite que influyen en la procesabilidad de la impresión, y ejemplos de aplicaciones críticas en entornos difíciles.

Composición de polvo de acero inoxidable 316l

La gama de composición elemental del polvo de acero inoxidable 316L se resume a continuación:

La "L" indica un contenido de carbono bajo o inferior a 0,03%. Esto reduce ligeramente el límite elástico y la resistencia a la tracción en comparación con el polvo 316 estándar, pero mejora las prestaciones de soldadura, corrosión y biocompatibilidad, críticas para dispositivos médicos o aplicaciones marinas.

Métodos de producción de polvo de acero inoxidable 316l

El polvo de acero inoxidable 316L se fabrica comercialmente mediante los siguientes métodos primarios:

• Atomización de gases: Los chorros de gas inerte a alta presión rompen una fina corriente de metal en finas gotitas al solidificarse como polvos. Para el mercado aeroespacial.
• Atomización del agua: Técnica más económica en la que el agua rompe el metal fundido, produciendo formas irregulares de polvo aceptables para algunas aplicaciones industriales.
• Proceso de electrodos rotativos de plasma (PREP): El electrodo fundido por el arco de plasma se desintegra por la fuerza centrífuga, arrojando polvo a las paredes del reactor al enfriarse. Da formas muy esféricas.
• Atomización de hidrógeno: Técnica especializada que utiliza gas hidrógeno para obtener polvos de mejor flujo adaptados a la fabricación aditiva. Minimiza las partículas satélite.

Las variaciones de gas, agua y plasma utilizan velocidades de solidificación rápidas para generar polvos metálicos finos a partir de la materia prima fundida. Cada técnica imparte características de partícula sutilmente diferentes que se describen en la siguiente sección.

Polvo de acero inoxidable 316l Características

A continuación se destacan los atributos críticos del polvo de acero inoxidable 316L:

Métricas clave como la distribución uniforme del tamaño de las partículas, los altos índices de flujo de polvo, los satélites mínimos y los bajos niveles de oxígeno/nitrógeno garantizan una procesabilidad óptima de la impresión. Los lotes de polvo personalizados se diseñan para satisfacer las necesidades de aplicaciones en ámbitos como la biomedicina, el hardware marino o los equipos de procesamiento químico que exigen resistencia a la corrosión.

Polvo de acero inoxidable 316l Propiedades mecánicas

El acero inoxidable 316L impreso ofrece las siguientes características mecánicas:

El recocido de piezas o componentes impresos a 1900 °F durante al menos 1 hora sirve para aliviar las tensiones internas del proceso de fabricación capa a capa. De este modo, los niveles de ductilidad se equiparan a los del 316L fabricado convencionalmente, al tiempo que se reduce ligeramente la resistencia.

Polvo de acero inoxidable 316l Aplicaciones

Dada su resistencia a la corrosión a medida, el polvo de 316L es ideal para componentes de fabricación aditiva en todo:

• Ferretería naval: Impulsores, válvulas, accesorios y otras piezas oceánicas sujetas al agua salada.
• Procesado químico: Carcasas de bombas, válvulas, reactores y tuberías que requieran compatibilidad química.
• Biomédica: Herramientas quirúrgicas, implantes ortopédicos que cumplen las especificaciones de biocompatibilidad de la FDA exigidas por ISO 10993 y/o ASTM F138.
• Procesado de alimentos: Los cubiertos y los componentes de desgaste de la industria cárnica no permiten la contaminación cruzada.

Debido a estas diversas aplicaciones, desde equipos de perforación en alta mar hasta carcasas de marcapasos o componentes para la preparación de alimentos, el 316L es una aleación versátil y omnipresente que los diseñadores deben tener a mano.

Análisis de costes

En este caso, el análisis parte de una masa total de la pieza relativamente pequeña (~3 kg), por lo que el polvo representa aproximadamente 40% de los gastos totales. Pero para componentes más grandes, el tiempo de construcción domina los costes más que el propio material. En comparación, el mecanizado de la misma geometría a partir de barras recocidas de 316L costaría entre $45 y $75 por kg, pero la AM permite consolidar los puertos, las fijaciones y reducir el peso, lo que compensa el aumento de los costes de impresión gracias al ahorro en la producción.

Polvo de acero inoxidable 316l Proveedores

Varias fábricas y distribuidores ofrecen polvo de acero inoxidable 316L que cubre toda la gama de tamaños y características. Algunos de los principales proveedores mundiales son:

Polvo de acero inoxidable 316l Normas

ASTM y otras normas armonizadas a escala mundial para la producción de polvo 316L y las pruebas de garantía de calidad:

La certificación del polvo de 316L conforme a estas especificaciones garantiza que cumple las normas de densidad, química y forma de las partículas para una procesabilidad de impresión fiable, independientemente del método de producción.

Polvo 316L frente a aleaciones fundidas y forjadas

Así pues, aunque la fabricación aditiva con polvo de 316L cuesta mucho más por kg impreso que la compra de material en barra, la libertad de diseño, la posibilidad de personalización y la fiabilidad química compensan ese sobrecoste en los sectores que dan más importancia al rendimiento que al precio inicial del material.

Consideraciones sobre la manipulación del polvo 316L

Para evitar la degradación de las propiedades del polvo durante el almacenamiento y la reutilización, las precauciones incluyen:

• Almacenar los envases de polvo sellados bajo gas inerte como el argón.
• Limitar la exposición durante el tamizado/manipulación del polvo para evitar la captación de oxígeno/humedad.
• Hornear los polvos a 100°C durante 6 horas cada 3-6 meses para expulsar los gases absorbidos.
• Controlar periódicamente el contenido de oxígeno y nitrógeno del polvo
• Tamizar adecuadamente para romper cualquier aglomeración antes de imprimir
• Siga las directrices del fabricante sobre la reutilización del polvo, las proporciones de mezcla y la vida útil.

El cumplimiento de estas instrucciones de manipulación mantiene la fluidez del polvo y evita la formación de poros durante la impresión a lo largo de docenas de ciclos de fabricación utilizando los mismos lotes de 316L.

Preguntas frecuentes

Resumen

Con una química de bajo contenido en carbono finamente controlada que persigue la biocompatibilidad y la soldabilidad, Polvo de acero inoxidable 316L sirve para aplicaciones de fabricación aditiva resistentes a la corrosión, desde implantes médicos hasta componentes marinos que trabajan en entornos salinos agresivos. El mantenimiento de niveles de carbono inferiores a 0,03% y trazas de nitrógeno garantiza que la microestructura austenítica resista la corrosión por picaduras y grietas en ácidos, cloruros, alcoholes y una gran cantidad de soluciones químicas. La combinación de polvos reutilizables que superan las especificaciones ASTM en cuanto a distribución del tamaño de las partículas, satélites y velocidad de flujo del hall con impresoras 3D optimizadas produce piezas impresas densas de 316L que rivalizan y superan el rendimiento frente a la corrosión de las variedades fabricadas tradicionalmente. A medida que el hardware, el software y el desarrollo de parámetros de las impresoras sigan madurando, el polvo AM de acero inoxidable 316L impulsará una mayor adopción en nuevos mercados como los pozos petrolíferos, los reactores químicos y las herramientas quirúrgicas, donde la dureza, la resistencia y la resistencia a los álcalis resultan críticas.

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