Polvo de Hastelloy X para fabricación aditiva (impresión 3D)

Postprocesado de piezas de Hastelloy X de fabricación aditiva

Tras la impresión, las piezas de Hastelloy X deben someterse a los siguientes pasos de postprocesado antes de su puesta en servicio:

Retirada del soporte

• Los soportes de sacrificio se desprenden mediante corte por electroerosión de hilo o disolución química cuando es posible.

Aliviar el estrés

• Para eliminar las tensiones residuales de la formación de capas, calentar suavemente al vacío o con gas inerte a 760-980°C durante 1-2 horas.

Prensado isostático en caliente

• HIP toda la impresión a 1120°C de temperatura y 100-200 MPa de presión durante 3-6 horas para cerrar los huecos internos y la microporosidad.

Tratamiento térmico

• El recocido por disolución entre 1150-1210°C garantiza el equilibrio de la microestructura y la dureza deseada.

Tratamiento de superficies

• Los tratamientos superficiales adicionales incluyen esmerilado, fresado, pulido y granallado para obtener la rugosidad y el acabado superficiales requeridos.

Pruebas de calidad

• Comprobar que las piezas cumplen las especificaciones de dimensiones, integridad del material, microestructura y propiedades mecánicas según las normas aplicables. Realizar escaneados por capas.

Guía del comprador - Hastelloy X Powder Bed 3D Printers

Entre las consideraciones críticas del impresor para trabajar con aleaciones reactivas como el polvo de Hastelloy X se incluyen:

Precisión - estrictos controles del proceso para garantizar la precisión dimensional y la repetibilidad de las construcciones

Atmósfera inerte - gas de protección de muy alta pureza para evitar la contaminación del material

Automatización - sistemas de manipulación de polvo para minimizar la exposición al oxígeno

Garantía de calidad - control en línea, retroalimentación en bucle cerrado de los baños de fusión y la microestructura

Software inteligente - estrategias especiales de exploración que se adaptan al historial térmico y a la geometría

Productividad - mayor velocidad de fabricación gracias a la mayor potencia del láser y a los grandes volúmenes de fabricación

Entre los principales modelos figuran:

• 3D Systems DMP Factory 500
• GE Additive Concept Láser Xline 2000R
• Sistema EOS M 400-4 de 4 láseres
• Soluciones SLM Serie Next Generation
• Máquina láser Renishaw RenAM 500 Quad

Perspectivas de futuro para Hastelloy X y Metal AM

Las aplicaciones de los componentes de Hastelloy X se ampliarán dentro de los sectores existentes a medida que las técnicas aditivas permitan nuevas posibilidades combinadas con una viabilidad económica cada vez mayor:

• Un uso más común es la impresión directa en 3D de cámaras de combustión de cohetes, piezas de motores a reacción comerciales, secciones calientes de turbinas de gas industriales y hardware de generación de energía, dadas las mayores ventajas geométricas, de refrigeración y de peso.
• Equipos químicos adicionales, como intercambiadores de calor internos y depósitos de proceso con canales conformados impresos como un solo cuerpo en lugar de conjuntos de chapas soldadas.
• Consolidación de conjuntos de módulos y uniones tradicionalmente soldadas para equipos de producción aeroespacial y de semiconductores susceptibles de trabajar en vacío y en atmósferas corrosivas de alta pureza.
• Conjuntos de inyectores de combustible y placas de refrigeración por efusión personalizados y unificados, adaptados a entornos térmicos específicos en sistemas de propulsión líquida y turbinas.
• Mayor adopción de implantes adaptados al paciente, como puentes y coronas dentales, que aprovechan la biocompatibilidad.

El futuro de la AM metálica en sí es muy positivo debido a su mayor asequibilidad, junto con unos índices de fabricación y plazos de entrega más rápidos. Las aplicaciones de fabricación de esta tecnología no dejan de crecer.

Preguntas frecuentes

P: ¿Por qué propiedades de aleación es más conocido el Hastelloy X?

R: El Hastelloy X es conocido sobre todo por mantener una alta resistencia a temperaturas extremas de hasta 1150°C, así como una magnífica resistencia a la corrosión que le permite soportar atmósferas oxidantes y reductoras calientes en entornos exigentes.

P: ¿Qué industrias utilizan más el Hastelloy X y sus superaleaciones afines?

R: El sector aeroespacial es el principal consumidor de Hastelloy X por su resistencia al calor (más de 50%). Le sigue el procesado químico por su resistencia a la corrosión, el procesado de metales y las aplicaciones de control de la contaminación.

P: ¿Qué hace que Hastelloy X sea mejor que otras superaleaciones con base de Ni para entornos extremos?

R: Las adiciones estratégicas de hierro, cobalto y molibdeno confieren a Hastelloy X la mayor resistencia entre las aleaciones de níquel hasta 1150°C. Otras superaleaciones de Ni no alcanzan esta temperatura máxima o se ven superadas en duración de la resistencia a la rotura.

P: ¿Cuál es el coste típico por kg de polvo de Hastelloy X adecuado para los procesos de lecho de polvo AM?

R: Dado que el Hastelloy X es un polvo especial adaptado a aplicaciones exigentes, su precio oscila normalmente entre $500 y $1000 por kg. Esto equivale a 5-10 veces el coste del acero inoxidable, por ejemplo. Los pedidos de cantidades inferiores tienen un recargo adicional.

P: ¿Qué proceso de impresión 3D funciona mejor para Hastelloy X: DMLS o EBM?

R: Tanto LPBF como EBM pueden imprimir componentes de Hastelloy X totalmente densos. Los procesos basados en láser pueden ofrecer un mejor acabado superficial y precisión dimensional hasta ~50 micras de detalle. Sin embargo, la mayor velocidad de EBM hace que sea preferible para aplicaciones de producción de mayor volumen.

P: ¿Qué tratamiento térmico se utiliza para las piezas de Hastelloy X después de la construcción metálica por AM?

R: El ciclo típico de tratamiento térmico implica 1-2 horas de remojo entre 1150°C y 1210°C después de un primer alivio de tensión a 1080°C. Esto homogeneiza los elementos de la matriz y proporciona el equilibrio de fases y las propiedades deseados.

P: ¿Es el Hastelloy X más duro o más fácil de mecanizar que los grados de acero inoxidable 304 o 316 estándar?

R: El índice de maquinabilidad del Hastelloy X es casi 50% inferior al de los aceros inoxidables comunes de la serie 300 debido a su mayor resistencia y a sus características de endurecimiento por deformación. Se requieren configuraciones más rígidas y herramientas adecuadas.

P: ¿Se puede soldar la superaleación Hastelloy X con los métodos convencionales de soldadura por fusión?

R: Sí, el Hastelloy X presenta una excelente soldabilidad mediante técnicas de soldadura por arco de gas tungsteno (GTAW), plasma o rayo láser debido a su bajo contenido en carbono y a la ausencia de precipitados de refuerzo a lo largo de los límites de grano que pueden formar fases intermetálicas frágiles. Utilizar una aleación de aportación adecuada.

P: ¿Qué sectores impulsarán en el futuro la adopción de la AM metálica con aleaciones como Hastelloy X?

R: Los sectores aeroespacial, médico, automovilístico y energético cuentan con algunas de las aplicaciones de mayor valor para las piezas metálicas impresas fabricadas con aleaciones que equilibran propiedades como la resistencia a la temperatura, la resistencia a la corrosión y una gran solidez cuando las construcciones ligeras confieren ventajas significativas.