GAMMA perfila una estrategia de deposición en la fabricación aditiva del cobre para evitar la fragilidad de las piezas construidas
· La iniciativa GAMMA que impulsa el Instituto Tecnológico AIDIMME ha logrado definir un método para minimizar las incidencias en las piezas de cobre construidas mediante fabricación aditiva.
Los especialistas del Centro Tecnológico han estudiado y evaluado los distintos factores que puedan generar fenómenos de fragilización en piezas fabricadas con tecnologías de fabricación aditiva basadas en lecho de polvo metálico (PBF).
El fenómeno de fragilización en procesos de Fabricación Aditiva por lecho de polvo (PBF, por sus siglas en inglés) consiste en el daño que sufre la microestructura de la pieza fabricada provocando que esta pierda totalmente su ductilidad y, ante una pequeña carga, se fractura sin deformación plástica, como una galleta.
Este fenómeno está asociado al grado de deterioro del polvo con el que se va a fabricar, en la imagen se muestra un polvo sano, figura 2 a) y un polvo deteriorado, figura 2 b)
Para prevenir la utilización de un polvo dañado en la fabricación se están realizando diversos estudios sobre el estado del polvo, como una evaluación por colorimetría (análisis de la reflexión del polvo de cobre) y un análisis del nivel de oxígeno que contiene.
Se ha desarrollado un procedimiento basado en la norma ASTM B577-16 para evaluar si la pieza esta fragilizada, que consiste en someter la pieza a tres ciclos de calentamiento a más de 850 °C, y finalmente someterlo a un ciclo de doblado y un ciclo de plegado, sin que se produzcan signos de grietas o fisuras. En la imagen se aprecia el doblado tras los calentamientos.
Estudio de estrategias de deposición en tecnología DED-LB/M
Las estrategias de deposición en tecnología DED-LB/M son clave para minimizar defectos en pieza y fallos de fabricación. En la tecnología DED-LB/M podemos generar zonas huecas (porosidad atrapada) si las estrategias de deposición no son correctas.
Por este motivo, en el proyecto GAMMA se está estudiando la influencia de la estrategia de deposición en los resultados obtenidos en las piezas construidas.
Se han definido artefactos que nos permitirán determinar en que medida la representación que se hace de los tracks de deposición en el software de capeado se cumple en la pieza final.
En este tipo de geometrías con pared fina, no se recomienda utilizar estrategias de deposición tipo snake o zigzag, dado que se generan vectores muy cortos que hacen que la temperatura de trabajo se eleve en exceso.
Por este motivo, en este tipo de piezas conviene utilizar estrategia tipo contorno. La problemática revelada es que dependiendo del espesor de pared a producir, el número de contornos que se pueden depositar es mayor o menor, originando lo que parecen GAPS (huecos) entre paredes, tal como se muestra en la imagen siguiente.
Las probetas ya se han fabricado y se está realizando una caracterización de resultados,
Medición de la degradación de materiales poliméricos en formato polvo después de varios usos
En tecnologías de lecho de polvos poliméricos como PBF.LB/P o PBF.IR/L los materiales se someten a ciclos térmicos repetidos cada fabricación, lo que hace que las cadenas poliméricas se rompan, originando una caída en las propiedades mecánicas del material.
Se ha identificado un equipo, que a través de la medición del color (nivel de amarillez) aparentemente permite medir el estado de la materia prima.
En el proyecto GAMMA se ha determinado una metodología para controlar el estado del material (nivel de amarillez) y vincularlo a las propiedades mecánicas medidas en probetas de tracción.
Hasta la fecha se han realizado mediciones de material con cierto desgaste, registrándose colores de amarillez de entre b* 6 y b* 9.
De forma paralela se han producido probetas de tracción que se van a ensayar, para determinar el estado de las propiedades mecánicas del material procesado.
GAMMA – ESTUDIO DE NUEVAS SOLUCIONES PARA LA INDUSTRIA DE LA FABRICACIÓN ADITIVA 2024
Número de proyecto: 22400003
Expediente: IMAMCA/2024/2
Duración: Del 01/01/2024 al 31/12/2024
Coordinado en AIDIMME por: BLASCO PUCHADES, JOSÉ RAMÓN
Línea de I+D: FABRICACIÓN ADITIVA
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