Síntesis in situ de polvos de aleación de titanio reforzados con nanopartículas para la fusión de lechos de polvo: un paso hacia una fabricación más segura y sostenible
· Este estudio presenta un nuevo método para fabricar partículas de polvo reforzadas para la tecnología PBF que implica dispersar y disolver nanopartículas de refuerzo a una matriz de Ti-6Al-4V con nanopartículas de SiC como refuerzo para desarrollar un nuevo compuesto de matriz de titanio (TMC).
Portada: Morfología de partículas de Ti‐6Al‐4V ELI a diferentes aumentos.
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Los métodos existentes para producir polvos de aleación de titanio reforzados con nanopartículas implican que el polvo sea una mezcla de dos componentes, la aleación de metal y la nanopartícula, mientras que el TMC se forma durante el procesamiento de PBF.
Este enfoque puede conducir a la aglomeración y segregación de las nanopartículas, pudiendo degradar las propiedades mecánicas del producto final. Estos inconvenientes se pueden superar, pero la desventaja de este método de fabricación de polvo es el riesgo de desprendimiento de las nanopartículas de las superficies de las partículas de aleación de metal.
El riesgo de las nanopartículas libres es particularmente preocupante en los procesos de fusión por fusión a presión, que requieren que el polvo se manipule constantemente para limpiarlo, tamizarlo y reutilizarlo en la cámara de fusión.
La liberación de nanopartículas durante la manipulación y el procesamiento del polvo puede alterar sus características, haciéndolo inadecuado para su futura fabricación y haciendo que el proceso sea irreproducible.
Además, la inhalación de nanopartículas y la exposición ambiental suponen un riesgo para la salud humana y el medio ambiente.
Polvo compuesto, no mezclado
Este estudio presenta un nuevo método para fabricar partículas de polvo de PBF que evita la liberación de nanopartículas al hacerlas reaccionar con la matriz metálica durante el proceso, lo que da como resultado un material compuesto en lugar de una mezcla.
En este estudio se ha diseñado un composite de matriz de titanio (TMC), y un proceso para producir este material en formato polvo para ser utilizado como materia prima en tecnologías de fabricación aditiva basadas en la fusión de lechos de polvo mediante haz de electrones (PBF-EB/M) y láser (PBF-LB/M).
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Autores
Luis Portolés, José Ramón Blasco, José Manuel Martín, Nerea Burgos, Marco Borghetto, Alexander Zoz, Norberto Ludwig, Tomaso Maccio, MD Marcos, JA García-Manrique, Lorenzo Solano.
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