Impresión 3D Inconel 625

Impresión 3D Inconel 625 es una aleación de níquel, cromo y molibdeno que puede imprimirse en 3D en componentes de alto rendimiento para aplicaciones exigentes. Esta guía cubre todo sobre el Inconel 625 para la fabricación aditiva.

Visión general de Impresión 3D con Inconel 625

Inconel 625 es una superaleación que presenta:

• Alta resistencia y dureza a temperaturas elevadas
• Excelente resistencia a la corrosión
• Buena soldabilidad y trabajabilidad
• Resistencia a la oxidación y a la fluencia

Sus propiedades clave lo hacen adecuado para la impresión 3D de geometrías complejas utilizando polvos:

• Disponible para los principales procesos de impresión: DMLS, SLM, Binder Jetting
• Posibilidad de imprimir voladizos y canales internos
• Buena precisión dimensional y acabado superficial
• Componentes de alta densidad con microestructura fina
• Propiedades comparables o superiores a las de la fundición y la forja
• Reducción de residuos en comparación con las técnicas sustractivas

La combinación de fuerza, ductilidad y resistencia a la corrosión de Inconel 625 permite obtener piezas impresas ligeras y de alto rendimiento en todos los sectores.

Composición del Inconel 625

Composición típica de la aleación Inconel 625:

• Níquel - 58%
• Cromo - 20-23%
• Molibdeno - 8-10%
• Hierro - 5% máx
• Niobio - 3-4%
• Trazas de C, Si, P, S

Elementos de aleación clave como el cromo, el molibdeno y el niobio proporcionan resistencia a la oxidación a altas temperaturas, dureza extra y refuerzo por precipitación. La composición puede ajustarse en función de los requisitos de la aplicación.

Propiedades principales del Inconel 625

Propiedades del Inconel 625:

• Densidad - 8,44 g/cm3
• Punto de fusión - 1300°C
• Resistencia a la tracción - 760-1380 MPa
• Límite elástico - 550 MPa
• Alargamiento - 50%
• Módulo de elasticidad - 200-217 GPa
• Conductividad térmica - 9,8 W/m-K
• Coeficiente de dilatación térmica - 12,8 x 10-6 m/m°C

El equilibrio entre alta resistencia, ductilidad, resistencia a la corrosión y propiedades estables a temperaturas elevadas hacen que esta superaleación sea útil para aplicaciones exigentes.

Polvo de Inconel 625 para impresión 3D

Características clave del polvo de Inconel 625 para la fabricación aditiva:

Inconel 625 Propiedades del polvo

• Forma de las partículas - Mayoritariamente esféricas
• Tamaño de las partículas: 15-45 micras
• Densidad aparente - 4 g/cm3
• Fluidez - Ligeramente cohesivo
• Pureza - Níquel + otros elementos de aleación > 99,5%
• Contenido de oxígeno - <500 ppm

La morfología esférica y la distribución controlada del tamaño de las partículas permiten un esparcimiento suave del polvo durante la impresión. La alta pureza minimiza los defectos.

Métodos de impresión 3D de Inconel 625

Entre los procesos de fabricación aditiva más utilizados para Inconel 625 se incluyen los siguientes:

Métodos de impresión 3D para Inconel 625

DMLS y SLM ofrecen gran precisión y acabado superficial. La inyección de aglutinante es más económica. EBM y LENS fabrican componentes más grandes con forma casi de red. Los parámetros deben optimizarse para cada proceso.

Aplicaciones de las piezas de Inconel 625 impresas en 3D

Industrias que utilizan componentes de Inconel 625 de fabricación aditiva:

Aplicaciones del Inconel 625 impreso en 3D

Otros usos incluyen escudos térmicos, matrices de prensas, reactores nucleares, equipos deportivos e implantes biomédicos que aprovechan la resistencia, la ductilidad y la biocompatibilidad.

Ventajas de la impresión 3D de Inconel 625

Principales ventajas de la fabricación aditiva con Inconel 625:

Ventajas de la impresión 3D de Inconel 625

• Capacidad para producir geometrías complejas y optimizadas
• Plazos de entrega más cortos y menores costes frente al mecanizado
• Peso reducido gracias a la optimización de la topología
• Menos residuos en comparación con las técnicas sustractivas
• Propiedades del material superiores a las de la fundición
• Sin necesidad de herramientas ni troqueles costosos
• Consolidación de subconjuntos en piezas únicas
• Personalización y creación rápida de prototipos

La impresión 3D supera las limitaciones de la fabricación tradicional para fabricar componentes de Inconel de alto rendimiento.

Limitaciones de la impresión de Inconel 625

Desafíos de la impresión 3D de Inconel 625

• Alto coste del polvo de Inconel 625
• Necesidad de gas inerte durante la impresión
• Dificultades para retirar las estructuras de soporte
• Puede ser necesario un tratamiento posterior para aliviar las tensiones
• Pruebas necesarias para cualificar las piezas impresas
• Ductilidad inferior a la del Inconel 625 forjado
• Número limitado de proveedores cualificados
• Piezas grandes limitadas por el volumen de la impresora

El perfeccionamiento y la cualificación de los procesos ampliarán la adopción de componentes de Inconel 625 de fabricación aditiva para aplicaciones de misión crítica.

Proveedores de polvo de Inconel 625 para impresión 3D

Entre los proveedores reputados de polvo de Inconel 625 para AM figuran:

Proveedores de Inconel 625 Polvo

Estas empresas fabrican polvo de Inconel 625 mediante atomización con gas inerte y controlan estrictamente la distribución del tamaño de las partículas, la morfología, el contenido de oxígeno y otros atributos de calidad.

Análisis del coste del material Inconel 625

Coste del polvo de Inconel 625

El coste es superior al del polvo de acero inoxidable, pero inferior al de aleaciones reactivas como el titanio. Se aplican descuentos por grandes pedidos. El coste de las piezas también depende de la geometría del producto y de la velocidad de fabricación.

Análisis comparativo de Inconel 625

Comparación del Inconel 625 con el acero inoxidable y el cromo-cobalto

El Inconel 625 ofrece el mejor rendimiento a altas temperaturas, pero tiene unos costes de material más elevados. El acero inoxidable es más fácil de imprimir y menos caro. El cromo-cobalto ofrece un equilibrio para usos dentales y médicos.

Preguntas frecuentes

P: ¿Qué tamaño de partícula es óptimo para la impresión 3D de Inconel 625?

R: Se recomienda una gama de tamaños de partícula de 15-45 micras, con una morfología esférica y una distribución ajustada para una fluidez óptima y una alta densidad de empaquetamiento durante la impresión.

P: ¿Qué proceso de impresión es el más adecuado para Inconel 625?

R: El DMLS y el SLM con láser de alta potencia ofrecen la mayor precisión, densidad y acabado superficial. La inyección de aglutinante ofrece velocidades de fabricación más rápidas pero mecánicas más bajas.

P: ¿Necesita Inconel 625 tratamiento térmico después de la impresión 3D?

R: Sí, a menudo se realiza un ciclo de tratamiento térmico de recocido por disolución y envejecimiento para aliviar tensiones y conseguir una ductilidad, resistencia y otras propiedades mecánicas óptimas.

P: ¿Qué industrias utilizan más el Inconel 625 impreso en 3D?

R: El sector aeroespacial es el que más componentes de combustión utiliza. El petróleo y el gas, la generación de energía, la automoción y el procesamiento químico también aprovechan el Inconel 625 impreso en 3D.

P: ¿Es posible imprimir en 3D piezas de Inconel 625 con graduación funcional?

R: Sí, los métodos de control de vóxeles permiten variar continuamente las composiciones y microestructuras dentro de una misma pieza impresa mediante la mezcla precisa de polvos y la modulación del láser.

P: ¿Requiere Inconel 625 prensado isostático en caliente tras la fabricación aditiva?

R: Aunque el HIP puede eliminar los huecos internos y mejorar la resistencia a la fatiga, los recientes perfeccionamientos del proceso permiten ahora alcanzar la densidad total durante la impresión para la mayoría de las aplicaciones.

P: ¿Qué procesos de acabado se utilizan en el Inconel 625 impreso?

R: Las piezas impresas suelen someterse a un proceso de volteo abrasivo, granallado, esmerilado y pulido para alisar las superficies y eliminar los soportes. También puede aplicarse el prensado isostático en caliente.

P: ¿Son comparables las propiedades del material del Inconel 625 impreso en 3D a las del forjado?

R: El Inconel 625 correctamente impreso y procesado puede igualar e incluso superar la resistencia a la tracción, la ductilidad, la tenacidad a la fractura y otras propiedades de la aleación forjada procesada convencionalmente.

P: ¿Qué consideraciones de diseño se aplican a las piezas de Inconel 625 AM?

R: Los elementos finos requieren paredes más gruesas. Los diseños deben evitar los voladizos, minimizar los soportes y tener en cuenta las tensiones térmicas. Los módulos pueden consolidarse en componentes monolíticos.

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