Solución de chorro de aglutinante metálico (MBJ)
Índice
Visión general de la solución Metal Binder Jet
Chorro de ligante metálico (MBJ) es una revolucionaria tecnología de impresión 3D que permite crear piezas metálicas complejas uniendo capa a capa partículas de polvo metálico. Este enfoque innovador está transformando el panorama de la fabricación, aportando importantes ventajas en términos de flexibilidad de diseño, velocidad de producción y rentabilidad.
La inyección de aglutinante, a diferencia de otras técnicas de fabricación aditiva, no se basa en la fusión del polvo metálico. En su lugar, se deposita selectivamente un aglutinante líquido sobre un lecho de polvo metálico, formando una capa con la forma deseada. Este proceso se repite, construyendo la pieza capa a capa hasta completarla. Tras la impresión, la pieza se somete a un proceso posterior, como la sinterización, para fundir el polvo y convertirlo en una pieza metálica sólida.
Características principales de Metal Binder Jetting
- Sin calor: Elimina las tensiones térmicas y las distorsiones habituales en otros métodos de impresión 3D.
- Alta velocidad: Tiempos de producción más rápidos que con los métodos tradicionales.
- Rentable: Menor desperdicio de material y consumo de energía.
- Flexibilidad de diseño: Capaz de producir geometrías complejas que son difíciles o imposibles con las técnicas convencionales.
Tipos y características de los polvos metálicos para la inyección de ligantes
Los polvos metálicos son cruciales para el éxito del proceso de inyección de ligante. Aquí hablaremos de modelos específicos de polvo metálico, sus composiciones, propiedades y características.
| Polvo metálico | Composición | Propiedades | Características |
|---|---|---|---|
| Acero inoxidable 316L | Hierro, cromo, níquel, molibdeno | Alta resistencia a la corrosión, buenas propiedades mecánicas | Ideal para aplicaciones médicas y alimentarias |
| Acero inoxidable 17-4 PH | Hierro, cromo, níquel, cobre | Alta resistencia, buena resistencia a la corrosión, tratable térmicamente | Utilizado en las industrias aeroespacial y automovilística |
| Inconel 625 | Níquel, Cromo, Molibdeno, Niobio | Excelente resistencia a altas temperaturas y a la oxidación | Adecuado para las industrias aeroespacial y química |
| Inconel 718 | Níquel, cromo, hierro, niobio, molibdeno | Alta resistencia a temperaturas elevadas, buena resistencia a la corrosión | Preferido en la industria aeroespacial y las turbinas de gas |
| Cobalto-Cromo | Cobalto, cromo, molibdeno | Alta resistencia al desgaste, biocompatibilidad | Se utiliza en implantes médicos y restauraciones dentales |
| Aluminio 6061 | Aluminio, magnesio, silicio | Ligereza, buenas propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión | Común en las industrias automovilística y aeroespacial |
| Titanio Ti-6Al-4V | Titanio, Aluminio, Vanadio | Elevada relación resistencia/peso, resistencia a la corrosión, biocompatibilidad | Ampliamente utilizado en los sectores médico y aeroespacial |
| Cobre | Cobre puro | Excelente conductividad térmica y eléctrica | Utilizado en electrónica e intercambiadores de calor |
| Bronce | Cobre, estaño | Buena resistencia al desgaste, maquinabilidad | A menudo se utiliza para restauraciones artísticas e históricas |
| Acero para herramientas (M2) | Hierro, wolframio, molibdeno, cromo | Gran dureza, resistencia al desgaste | Adecuado para herramientas de corte y troqueles |
Aplicaciones de las soluciones de inyección de ligante metálico
El chorro de ligante metálico ofrece aplicaciones versátiles en diversos sectores. A continuación se explica su impacto en distintos sectores:
| Industria | Aplicaciones | Beneficios |
|---|---|---|
| Aeroespacial | Palas de turbina, componentes estructurales | Piezas ligeras y muy resistentes, flexibilidad de diseño |
| Automoción | Componentes del motor, soportes, engranajes | Peso reducido, geometrías complejas, prototipado rápido |
| Médico | Implantes, instrumental quirúrgico | Materiales biocompatibles, diseños personalizados |
| Dental | Coronas, puentes, prótesis | Precisión, personalización, producción rápida |
| Bienes de consumo | Joyería, gafas, piezas personalizadas | Libertad de diseño, personalización, producción rentable |
| Industrial | Herramientas, accesorios, moldes | Piezas duraderas y de alto rendimiento, entrega rápida |
| Electrónica | Disipadores térmicos, conectores, carcasas | Gestión térmica eficiente, diseños precisos |
| Energía | Componentes de turbinas, intercambiadores de calor | Resistencia a altas temperaturas, durabilidad |
Especificaciones, tamaños, calidades y normas
Comprender las especificaciones, tamaños, calidades y normas de los polvos metálicos y el proceso de inyección de ligante es crucial para lograr los resultados deseados.
| Polvo metálico | Gama de tamaños (µm) | Grado | Normas |
|---|---|---|---|
| Acero inoxidable 316L | 15-45 | ASTM F138 | ASTM, ISO 5832-1 |
| Acero inoxidable 17-4 PH | 20-53 | ASTM A564 | ASTM, SAE AMS 5643 |
| Inconel 625 | 15-45 | ASTM B443 | ASTM, UNS N06625 |
| Inconel 718 | 15-53 | AMS 5662 | ASTM, AMS 5663 |
| Cobalto-Cromo | 20-50 | ASTM F75 | ISO 5832-4, ASTM F1537 |
| Aluminio 6061 | 20-63 | ASTM B209 | ASTM, SAE AMS 4027 |
| Titanio Ti-6Al-4V | 15-45 | ASTM F136 | ASTM, ISO 5832-3 |
| Cobre | 15-45 | ASTM B152 | ASTM, UNS C11000 |
| Bronce | 20-63 | ASTM B584 | ASTM, UNS C83600 |
| Acero para herramientas (M2) | 15-45 | ASTM A600 | ASTM, UNS T11302 |
Proveedores y precios
Encontrar al proveedor adecuado y conocer los detalles de los precios es vital para elaborar el presupuesto y planificar el proyecto.
| Proveedor | Polvos metálicos ofrecidos | Precio (por kg) | Información del contacto |
|---|---|---|---|
| Sandvik | Aceros inoxidables, aceros para herramientas, aleaciones de titanio | $100 – $250 | www.materials.sandvik/contact |
| Höganäs | Aceros inoxidables, aceros para herramientas, bronce | $80 – $200 | www.hoganas.com/contact |
| Aditivo para carpinteros | Aleaciones de níquel, aleaciones de titanio, aceros inoxidables | $120 – $300 | www.carpenteradditive.com/contact |
| Aditivos GKN | Aceros inoxidables, aceros para herramientas, cobre | $90 – $220 | www.gknpm.com/contact |
| AP&C (Aditivo GE) | Aleaciones de titanio, aleaciones de aluminio, aleaciones de níquel | $150 – $350 | www.ge.com/additive/contact |
| Tecnología LPW | Aceros inoxidables, aleaciones de níquel, cobalto-cromo | $130 – $320 | www.lpwtechnology.com/contact |
| TLS Técnica | Aceros para herramientas, aceros inoxidables, aleaciones de níquel | $110 – $270 | www.tls-technik.de/contact |
| Tecnología de polvos Praxis | Aleaciones de aluminio, aceros inoxidables, bronce | $85 – $210 | www.praxispowdertech.com/contact |
| Arcam (GE Additive) | Aleaciones de titanio, cobalto-cromo, aleaciones de níquel | $140 – $330 | www.arcam.com/contact |
| Oerlikon Metco | Aleaciones de níquel, aleaciones de titanio, aceros inoxidables | $120 – $310 | www.oerlikon.com/metco/contact |
Comparación de pros y contras: ventajas y limitaciones
El chorro de ligante metálico, como cualquier tecnología, tiene sus pros y sus contras. Comparemos las ventajas y limitaciones para tener una visión equilibrada.
| Aspecto | Ventajas | Limitaciones |
|---|---|---|
| Flexibilidad de diseño | Puede crear geometrías complejas con facilidad | Limitado por el tamaño del lecho de polvo |
| Velocidad de producción | Producción más rápida que con los métodos tradicionales | Puede requerir tratamiento posterior |
| Utilización del material | Residuos mínimos, uso eficiente de los materiales | Limitado a polvos metálicos específicos |
| Relación coste-eficacia | Reducción del consumo de energía y de los costes de material | Costes iniciales elevados |
| Estrés térmico | Sin distorsión térmica | Requiere un control cuidadoso del aglutinante y el polvo |
| Acabado superficial | Buen acabado superficial | Puede necesitar un acabado adicional para algunas aplicaciones |
| Propiedades mecánicas | Comparable a los materiales forjados | El proceso de sinterización puede influir en las propiedades finales |
Preguntas frecuentes
¿Qué es el chorro de ligante metálico?
La inyección de aglutinante metálico es un proceso de fabricación aditiva en el que se utiliza un aglutinante líquido para unir capas de polvo metálico y formar piezas metálicas complejas.
¿Qué es el chorro de ligante metálico?
El chorro de aglutinante metálico es un proceso de impresión 3D que utiliza un aglutinante líquido para pegar selectivamente partículas de polvo metálico, capa a capa, construyendo un objeto 3D. Es similar al funcionamiento de una impresora de inyección de tinta, pero en lugar de tinta sobre papel, utiliza un aglutinante sobre polvo metálico.
¿Cómo funciona?
- Crea un modelo 3D: Diseñe su pieza utilizando software CAD.
- Corta el modelo: Prepara el modelo para la impresión cortándolo en finas capas.
- Imprimiendo:
- Se extiende una fina capa de polvo metálico sobre una plataforma.
- Un cabezal de impresión de chorro de tinta deposita el aglutinante sobre el polvo, adhiriendo las partículas según el modelo rebanado.
- La plataforma baja y se extiende una nueva capa de polvo.
- Este proceso se repite, construyendo la pieza capa a capa.
- Postprocesamiento:
- La pieza impresa es débil y necesita una etapa de quemado del aglutinante para eliminar el aglutinante temporal.
- Por último, la pieza se sinteriza en un horno a altas temperaturas para fusionar las partículas metálicas y lograr la resistencia y densidad finales.
¿Cuáles son las ventajas del chorro de ligante metálico?
- Impresión más rápida: En comparación con otros métodos de impresión 3D de metales, como la fusión de lecho de polvo por láser, el chorro de aglutinante puede ser mucho más rápido.
- Potencial de producción en masa: La inyección de aglutinante es idónea para la producción de grandes volúmenes debido a su velocidad y a la posibilidad de imprimir geometrías complejas.
- Gama de materiales más amplia: Puede trabajar con una gran variedad de polvos metálicos, como acero inoxidable, inconel y titanio.
¿Cuáles son las limitaciones del chorro de ligante metálico?
- Fuerza parcial: Aunque la sinterización refuerza las piezas, puede que no sean tan resistentes como las fabricadas con otras técnicas de fabricación aditiva de metales.
- Acabado superficial: El acabado superficial de las piezas inyectadas con aglutinante puede ser más rugoso que con otros métodos. Pueden ser necesarias técnicas de postprocesado como el mecanizado para obtener un acabado más liso.
¿Cuáles son algunas de las aplicaciones del chorro de ligante metálico?
- Componentes aeroespaciales: Piezas ligeras y complejas para aviones y naves espaciales.
- Productos sanitarios: Implantes y herramientas quirúrgicas a medida.
- Piezas de automóviles: Prototipos y producción de bajo volumen de componentes complejos.
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