Contaminación por polvo:un peligro oculto para las impresiones en metal

Cualquier modelo impreso en 3D de calidad, ya sea un prototipo, un modelo de exhibición o una pieza industrial, comienza con un material de calidad. Esto es especialmente importante para la impresión 3D de metal, ya que las piezas destinadas a industrias como la aeroespacial, la defensa y la automoción deben fabricarse con los más altos estándares. Sin embargo, los materiales utilizados para las impresiones en metal siguen siendo bastante caros, por lo que deben implementarse de manera inteligente para garantizar que las operaciones sigan siendo rentables.

Una parte clave de esto es mantener la pureza de todos los materiales en polvo utilizados para la impresión 3D. Cualquier tirada de impresión que falle debido a la contaminación de los materiales representa una pérdida de tiempo y dinero. Sin embargo, mantener la pureza de los polvos utilizados para impresiones en metal puede resultar engañosamente difícil. De hecho, muchas oficinas no están al tanto de un problema con su polvo metálico hasta que realmente conduce a una tirada fallida.

Entonces, ¿cuál es la respuesta?

El desafío continuo del reciclaje de material de impresión 3D

Una forma de reducir potencialmente los costos de material es reciclar el polvo sobrante siempre que sea posible. Sin embargo, aunque este concepto parece obvio, en la práctica, a menudo es más fácil decirlo que hacerlo. Al sinterizar polvos metálicos, las partículas formarán naturalmente pequeños "grumos" en las áreas alrededor de la pieza. Si bien estos pueden ser imposibles de detectar a simple vista, cambiarán sutilmente la consistencia del tamaño de partícula del polvo, lo que, a su vez, afectará la calidad de cualquier otra pieza impresa con ese lote de polvo.

Un enfoque para resolver este problema es a través de la tecnología. Por ejemplo, ahora hay disponibles impresoras que pasan todo el polvo restante a través de un mecanismo tipo tamiz después de la impresión, para filtrar cualquier grumos y mantener la consistencia del material tanto como sea posible. Sin embargo, esto todavía significa que no se puede reutilizar todo el lecho de polvo. Además, incluso con un cribado cuidadoso y una renovación del lecho de polvo, con el tiempo se seguirán produciendo cambios sutiles en la calidad del polvo, lo que significa que debe supervisarse cuidadosamente para evitar impresiones fallidas.

Si bien medidas como esta significan que el polvo metálico ciertamente se puede reutilizar, aún quedan dudas sobre si podrán mantener estándares de calidad lo suficientemente altos como para cumplir con los estrictos requisitos reglamentarios en industrias como la aeroespacial y la automotriz. A menos que las empresas de impresión y los proveedores de materiales puedan ofrecer una garantía de hierro fundido de que el proceso de reciclaje de polvo es completamente infalible, será de uso limitado para estas industrias. En tales casos, la única opción viable es aceptar el gasto continuo de usar un lecho de polvo virgen para cada tirada.

Las impurezas ocultas arruinan las impresiones en metal

En un estudio de caso reciente realizado por especialistas en polvo metálico LPW, se descubrió que una pieza de aluminio (una turbina de gas) creada con impresión 3D contenía grietas, incluso después de varios intentos de reimprimir la pieza con diferentes configuraciones. Cuando se trajo LPW para realizar una investigación intensiva sobre el polvo metálico que se estaba utilizando, se encontró que contenía partículas de Inconel 625. Estas partículas requirieron un microscopio para verlas, pero cuando se agruparon durante el proceso de impresión, su incompatibilidad con la impresión material es lo que llevó a la formación de grietas.

Más tarde resultó que la contaminación había sido causada por el mal manejo del polvo por parte de un empleado. La impresora 3D se había utilizado anteriormente para una tirada de impresión diferente que utilizaba Inconel 625, y el empleado no había seguido el procedimiento de limpieza correcto antes de agregar el lecho de polvo de aluminio.

El mensaje aquí es que todos los polvos metálicos utilizados para la impresión 3D industrial deben almacenarse con cuidado en todo momento para evitar mezclas inadvertidas, y los procedimientos de limpieza de cada impresora deben seguirse al pie de la letra, especialmente al cambiar de material. Como se muestra en el estudio de caso de LPW, una vez que un polvo ha sido contaminado, probablemente requerirá equipo especializado para identificar la causa y ofrecer una solución, por lo que es mucho mejor evitar el riesgo por completo.

Establecer un sistema eficaz para mantener la pureza de sus materiales

La contaminación del polvo representa un desafío continuo para cualquier empresa que entregue impresiones en metal, por lo que es algo que debe considerarse cuidadosamente como parte de los flujos de trabajo de su proyecto más amplio. Si bien la tecnología ciertamente puede ayudarlo cuando se trata de mantener su polvo de metal, no debe tratarse como un sustituto de la capacitación adecuada y la conciencia de los peligros de la contaminación del polvo entre su personal.

Al igual que con tantas áreas de la fabricación aditiva, es mucho mejor (¡y menos costoso!) Prevenir un problema que resolverlo, así que sea consciente de cómo se almacena y manipula el polvo, y no deje nada al azar, especialmente para aplicaciones funcionales e industriales. impresiones en metal. Si bien sin duda representará una etapa adicional en sus flujos de trabajo, la tranquilidad adicional valdrá la pena.