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Jun 04, 2023

Reducir el riesgo: las consideraciones metalúrgicas de la impresión 3D

Desde la perspectiva de las materias primas, la vida de fabricación alguna vez fue mucho más sencilla. Si trabajara en un taller o en una casa de fabricación, por ejemplo, los clientes le enviarían una impresión y le dirían cuántas piezas

Desde la perspectiva de las materias primas, la vida de fabricación alguna vez fue mucho más sencilla. Si trabajara en un taller o en una casa de fabricación, por ejemplo, los clientes le enviarían una impresión, le dirían cuántas piezas querían, cuándo las necesitarían (normalmente la próxima semana) y, si tenía suerte, un precio objetivo.

Allí, en el bloque de título, aparecería 316 SS o 6061-T6, explicando claramente de qué metal deben estar hechos los pernos, soportes o gabinetes. Llamaría a la acería local, obtendría un precio, calcularía cuánto costaría producir las piezas y enviaría su cotización. Fácil.

Una vez que llegó el momento de fabricar la pieza, no hubo preocupaciones sobre aspectos como la resistencia a la tracción y la estructura del grano. Cualquiera que sea el metal que entró en la máquina herramienta, emergió unos minutos u horas después, con una forma diferente pero esencialmente ileso desde una perspectiva metalúrgica. No se podía alimentar demasiado rápido ni doblar demasiado fuerte, y siempre y cuando mantuviera archivada una copia de los certificados de material del proveedor, cualquier falla del producto debido a porosidad o grietas por tensión dentro de cinco años era problema de la acería, no suyo.

Ya no. A medida que la industria de la impresión 3D se transforma de una industria de prototipos a una de producción de piezas de uso final, a menudo de misión crítica, sus profesionales se ven responsables de mucho más que la precisión de un producto; también son cada vez más responsables de su integridad estructural.

Piénselo: a diferencia de la mayoría de las máquinas herramienta CNC, donde "verter carbón" para aumentar el rendimiento puede provocar que se rompa la fresa o que una pieza salga volando por el taller, lo que aumenta la velocidad de impresión en una máquina de aditivos con lecho de polvo metálico. Es casi seguro que creará porosidad, delaminación o tensión residual. Si tiene suerte, estos modos de falla no generarán más que una pieza de trabajo desechada, pero también podrían provocar una falla crítica años después.

¿Entonces que?

No me malinterpretes. No me estoy felicitando por reconocer este problema potencial. Estoy seguro de que los ingenieros médicos, industriales y especialmente aeroespaciales de todo el mundo se enfrentan a esta preocupación todos los días, de ahí el estricto énfasis en un control rígido del proceso, incluido un software de construcción robusto, metrología en línea y procedimientos estrictos de manipulación de materiales. Esta es también la razón por la cual la exploración por TC de piezas de aditivos críticos para el vuelo es ahora una rutina, porque la identificación de defectos internos sólo es posible mediante pruebas no destructivas.

Se pueden hacer argumentos similares sobre las piezas de polímero, aunque lo que está en juego probablemente sea menos importante que con el metal. Cualquiera sea el caso, el mensaje debe ser claro: si usted o el propietario de su taller están pensando en invertir en impresión 3D para creación de prototipos, herramientas o producción de bajo riesgo y bajo volumen, hágalo. Hacerlo todavía requiere una cantidad no pequeña de aprendizaje, pero aprender siempre es algo bueno (al menos eso es lo que dijo mamá).

Pero si tiene la visión de ser el próximo proveedor de piezas impresas en 3D de Boeing, Halliburton o Johnson & Johnson, tenga cuidado. Hay vidas en juego.