Fabricación aditiva en polvo

Visión general

La fabricación aditiva (AM), también conocida como impresión 3D, utiliza polvos metálicos para construir componentes capa por capa a partir de modelos digitales. El polvo actúa como materia prima y se funde, sinteriza o une de forma selectiva mediante fuentes de calor de precisión guiadas por las geometrías CAD.

Entre los procesos de AM más populares para metales se encuentran el chorro de aglutinante, la deposición de energía dirigida, la fusión de lecho de polvo y la laminación de láminas. Cada técnica requiere un polvo con unas características específicas para lograr una densidad, un acabado superficial, una precisión dimensional y unas propiedades mecánicas óptimos en las piezas impresas.

Esta guía proporciona una visión en profundidad del polvo metálico para AM, incluyendo opciones de aleación, métodos de producción, propiedades clave del polvo, aplicaciones, especificaciones, proveedores y consideraciones de compra a la hora de abastecerse de material. Las útiles tablas comparativas resumen los datos técnicos para facilitar la selección y cualificación del polvo.

El abastecimiento de polvo AM optimizado permite a los fabricantes mejorar la calidad de impresión, reducir los defectos y aprovechar al máximo las ventajas de la impresión 3D, como la libertad de diseño, la iteración más rápida y la consolidación de piezas. La conexión con proveedores expertos simplifica la cualificación de las materias primas.

Opciones de aleación para polvo AM

Existe una amplia gama de metales y aleaciones disponibles como materia prima en polvo optimizada para los procesos de impresión 3D:

Sistemas de aleación comunes para Fabricación aditiva en polvo

• Aceros inoxidables
• Aceros para herramientas
• Titanio y aleaciones de titanio
• Aleaciones de aluminio
• Superaleaciones de níquel
• Aleaciones de cobalto-cromo
• Metales preciosos como oro, plata.
• Aleaciones exóticas como cobre, tantalio, wolframio

Se pueden obtener aleaciones estándar y personalizadas para satisfacer necesidades específicas en cuanto a resistencia a la corrosión, resistencia, dureza, conductividad u otras propiedades.

Métodos de producción de polvo metálico para AM

La fabricación aditiva utiliza polvo metálico producido mediante:

Métodos típicos de fabricación de polvo metálico para AM

• Atomización de gas
• Atomización del agua
• Atomización por plasma
• Electrólisis
• Proceso del hierro carbonilado
• Aleación mecánica
• Hidruración/deshidruración de metales
• Esferoidización del plasma
• Granulación

Los polvos atomizados esféricos proporcionan el flujo óptimo y el empaquetamiento denso necesarios para la mayoría de los procesos de AM. Algunas técnicas permiten partículas de aleación a nanoescala o personalizadas.

Características principales del polvo metálico AM

Las características críticas del polvo para la AM incluyen:

Metal Fabricación aditiva en polvo Propiedades

Controlar con precisión características como el tamaño, la forma y la composición química de las partículas es fundamental para conseguir piezas de AM totalmente densas con las propiedades deseadas.

Aplicaciones del polvo metálico AM

La fabricación aditiva permite geometrías complejas imposibles con las técnicas convencionales:

Aplicaciones de la fabricación aditiva de metales

El aligeramiento, la consolidación de piezas y las aleaciones de alto rendimiento para entornos extremos ofrecen ventajas clave sobre los métodos de fabricación tradicionales.

Especificaciones del polvo metálico AM

Las especificaciones internacionales ayudan a normalizar las características del polvo AM:

Normas sobre polvo metálico para la fabricación aditiva

El cumplimiento de las especificaciones publicadas garantiza una materia prima en polvo repetible y de alta calidad para aplicaciones críticas.

Proveedores mundiales de Polvo metálico AM

Entre los principales proveedores internacionales de polvos metálicos optimizados para AM figuran:

Fabricantes de polvo metálico para fabricación aditiva

Muchos se centran en polvos esféricos finos diseñados específicamente para los métodos habituales de AM, como el chorro de aglutinante, la fusión de lecho de polvo y la deposición de energía dirigida.

Consideraciones sobre la compra de polvo metálico AM

Aspectos clave que hay que discutir con los proveedores:

• Composición y propiedades deseadas de la aleación
• Distribución del tamaño y forma de las partículas objetivo
• Densidad de la envolvente y fluidez de la nave
• Niveles de impurezas admisibles, como oxígeno y humedad
• Datos de ensayo requeridos y caracterización del polvo
• Gama de cantidades disponibles y plazos de entrega
• Precauciones especiales para la manipulación de aleaciones pirofóricas
• Sistemas de calidad y trazabilidad del origen del polvo
• Experiencia técnica en requisitos de polvo AM
• Logística y mecanismos de entrega

Colabore estrechamente con proveedores experimentados en polvos específicos de AM para garantizar la selección de material ideal para su proceso y sus componentes.

Ventajas e inconvenientes del polvo metálico AM

Ventajas y limitaciones del polvo metálico en la fabricación aditiva

Cuando se utiliza adecuadamente, la AM metálica ofrece ventajas revolucionarias, pero su aplicación requiere conocimientos especializados.

Preguntas frecuentes

¿Qué tamaño de partícula puede tener la fabricación aditiva de metales?

Las técnicas de atomización especializadas pueden producir polvo de hasta 1-10 micras, aunque la mayoría de las impresoras de metales funcionan mejor con un tamaño mínimo de unas 15-20 micras para un buen flujo y empaquetado.

¿Cuáles son las causas de un mal acabado superficial en las piezas metálicas impresas?

La rugosidad de la superficie se debe a que el polvo parcialmente fundido se adhiere a las superficies, a las salpicaduras, a los escalones y a unas características del baño de fusión que no son las óptimas. El uso de polvos más finos y el ajuste de los parámetros de procesamiento ideales suavizan el acabado.

¿Todos los métodos de impresión 3D en metal funcionan con los mismos polvos?

Aunque hay solapamientos, el chorro de ligante suele utilizar una distribución de tamaños de polvo más amplia que la fusión de lecho de polvo. Algunos procesos se limitan a determinadas aleaciones en función de los puntos de fusión o la reactividad.

¿Cómo se fabrican los polvos mixtos o bimetálicos?

Los polvos prealeados garantizan propiedades uniformes, pero para los compuestos, la mezcla física de polvos o las técnicas de atomización especializadas proporcionan mezclas de polvos elementales a medida.

¿Cuánto se tarda en cambiar el material en polvo en una impresora de metal?

Una purga completa y un cambio entre aleaciones muy diferentes suele requerir entre 6 y 12 horas. Los cambios rápidos entre materiales similares pueden durar menos de una hora.

Conclusión

Los polvos metálicos optimizados permiten que los procesos de fabricación aditiva construyan componentes metálicos complejos y robustos con propiedades superiores. Para obtener resultados de alta calidad, es fundamental adaptar la química de las aleaciones y las características de los polvos al método de impresión y a los requisitos de rendimiento de los componentes. Al asociarse con proveedores de polvo experimentados, los usuarios finales aprovechan la experiencia tanto en la producción de polvo como en los procesos de impresión 3D para desarrollar piezas de forma más rápida y fiable. Los continuos avances en los polvos metálicos ayudan a impulsar la adopción de técnicas aditivas en sectores críticos.

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