Fabricación aditiva: tecnología SLM para fabricar piezas complejas
SLM (Selective Laser Melting) es una tecnología de fabricación aditiva que pertenece al grupo de tecnologías PBF (Powder Bed Fusion) y que permite imprimir piezas metálicas en 3D.
Al igual que en muchas otras tecnologías clasificadas dentro de la fabricación aditiva, esta forma de fabricar no busca grandes lotes de piezas sino fabricar pocas unidades de una forma mucho más rápida que tecnologías convencionales mejorando propiedades mecánicas y/o funcionales.
En SLM, un haz láser funde sucesivamente capas finas de un lecho de polvo metálico para hacer crecer la pieza. A diferencia de las tecnologías de sinterizado, SLM consigue la fusión del polvo metálico y, por tanto, una mejor densidad de las piezas.
Para lograr la geometría deseada, el láser trabaja de forma selectiva eligiendo las zonas del lecho de polvo donde debe fundir el material que se va a unir a las anteriores capas ya fundidas en anteriores pasadas, las cuales ya han comenzado a dar forma a la pieza.
Entre distintas pasadas, la máquina realiza un barrido para crear una capa de polvo metálico homogénea, aportando así el material necesario para seguir creciendo.
El polvo metálico que se utiliza debe ser de esferas de muy alta calidad y de diámetro muy pequeño, por lo que cada pasada del láser hace crecer la pieza entre 30 y 60 micras.
Esta geometría del polvo asegura que éste fluya sin generar alteraciones en el lecho de polvo, logrando así una alta densidad en el material de la pieza final.
El número de pasadas del láser depende de la altura final de la pieza y de la altura de crecimiento de cada una de las capas.
En la tecnología SLM, todo el proceso de fabricación se realiza dentro de una cámara previamente llenada con gas inerte de muy alta pureza, generalmente argón. Mantener una atmósfera inerte constante es especialmente importante por los siguientes motivos:
- Eliminar la generación de atmósfera explosiva en el interior de las máquinas durante el proceso de fabricación.
- Evitar la oxidación del metal que se funde durante el proceso, asegurando la máxima calidad de la fusión, así como las propiedades mecánicas de los componentes fabricados.
- Mejorar la eficiencia y calidad del proceso mediante la extracción de partículas proyectadas y humo durante la fusión del polvo.
Mantener estas condiciones tan exigentes durante todas las horas que necesita la fabricación, junto con los costes de fabricación, hace que la tecnología SLM se limite a piezas de tamaño pequeño o mediano, generalmente aquellas que entren en un volumen de 250x250x300mm, aunque hay máquinas en el mercado de hasta 400x400x400mm.
Una de las mayores ventajas que ofrece el SLM frente a otras tecnologías de fabricación aditiva, es la posibilidad de fabricar piezas con geometrías muy complejas. Esto ofrece la oportunidad de:
- Fabricar piezas huecas y con detalles interiores en un solo proceso de fabricación, evitando soldaduras y ensamblajes complejos.
- Aligerar el peso de piezas macizas manteniendo las propiedades mecánicas que aseguren su funcionalidad.
- Realizar distintos rediseños de una pieza de una forma rápida y fabricar prototipos en tiempo récord, sin necesidad de utillajes.
Para poder fabricar con tecnologías SLM de una forma óptima, es necesario tener un know-how muy completo de todos los factores críticos que participan en la fabricación. Un buen ejemplo de ello es la importancia del conocimiento a la hora de definir los apoyos y los soportes que la pieza necesita en aquellas zonas más complicadas de fabricar, como pueden ser las paredes inclinadas o los voladizos.
Nippon Gases trabaja con MADIT, empresa especializada en el diseño de piezas, consultoría de fabricación, fabricación de componentes y acabados superficiales de piezas metálicas.
Esta colaboración permite a MADIT potenciar los servicios de fabricación que ofrece, mejorando el proceso productivo con nuestros gases de alta calidad y monitorizando en tiempo real consumos y variables de proceso.
Nippon Gases sigue avanzando en los desarrollos orientados a servicios para la fabricación aditiva y la especialización de la empresa en procesos de fabricación SLM.
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