Cuatro procesos de impresión 3D en metal y sus materiales:una guía completa

Tabla 1. Pros y contras de la fusión en lecho de polvo metálico

Ventajas Desventajas

Ventajas

Soporte intrínseco del lecho de polvo, no se requieren soportes

Contras

Algunos fabricantes ofrecen una gama limitada de composiciones de materiales

Ventajas

Superficies lisas directamente desde la impresora

Contras

Requiere láseres costosos y de alta calidad

Ventajas

Espesor de capa mínimo de 20 µm, normalmente de 35 a 50 µm

Contras

Algunos sistemas ofrecen una construcción relativamente lenta

Ventajas

Construye piezas más porosas

Contras

Las altas tensiones residuales resultan de charcos de fusión inestables

Ventajas

Contras

Las piezas impresas no son igualmente fuertes o resistentes en todos los procesos; siempre más débiles y más propensos a fracturarse que las piezas EBM

Tabla 2. Pros y contras de la deposición de energía dirigida

Ventajas Desventajas

Ventajas

Velocidad de impresión rápida

Contras

Los costos del equipo son muy altos

Ventajas

Las piezas impresas tienen alta densidad y resistencia/resistencia

Contras

No se pueden construir estructuras de soporte, por lo que los voladizos no se pueden imprimir, lo que limita las aplicaciones

Ventajas

Se puede utilizar para reparar piezas funcionales de alta calidad

Contras

Resolución de compilación relativamente baja

Ventajas

Grandes mesas de construcción disponibles

Contras

Un acabado superficial deficiente requiere un posprocesamiento

Ventajas

Propiedades del material nativo en partes

Contras

Ventajas

Permite la producción de piezas con herramientas mínimas

Contras

Ventajas

Reducción del desperdicio de material

Contras

Ventajas

Puede construir piezas con aleación personalizada (capacidad de rango de múltiples materiales)

Contras

Tabla 3. Pros y contras de la extrusión de filamentos metálicos

Ventajas Desventajas

Ventajas

Sin entorno de construcción especial:temperatura ambiente, atmósfera normal

Contras

Postproceso difícil para sinterizar piezas

Ventajas

Tensiones FFF en piezas impresas

Contras

La contracción hace que las dimensiones de la pieza terminada sean difíciles de controlar

Ventajas

Amplia gama de materiales en una misma máquina

Contras

La precisión de la pieza no tiene gran relación con la resolución de impresión X-Y-Z

Ventajas

Equipos de menor costo

Contras

Las piezas son de baja densidad y relativamente débiles después de la sinterización

Ventajas

Menores habilidades técnicas requeridas en la operación

Contras

Ventajas

Ideal para prototipos

Contras

Tabla 4. Pros y contras de la inyección de material y de aglutinante

Ventajas Desventajas

Ventajas

Sin entorno de construcción especial:temperatura ambiente, atmósfera normal

Contras

Proceso de dos etapas:se coloca una capa de polvo y luego se aplica un chorro de tinta al adhesivo para unir la capa

Ventajas

Sin tensiones internas en las piezas impresas

Contras

Postproceso delicado para sinterizar piezas

Ventajas

Amplia gama de materiales en la misma máquina sin modificaciones en la configuración

Contras

El control dimensional requiere delicadeza para garantizar una contracción correcta

Ventajas

Equipos de menor costo

Contras

La precisión de la pieza terminada no es simplemente el resultado de la resolución de impresión X-Y-Z

Ventajas

Menores habilidades técnicas requeridas en la operación

Contras

Las piezas son frágiles y vulnerables antes de la sinterización

Ventajas

Espesor de capa mínimo 35 µm

Contras

La impresión 3D de metal es una tecnología basada en láser que fusiona partículas metálicas capa por capa. Esta tecnología se utiliza comúnmente para la creación de prototipos, la producción de piezas con geometrías complejas y piezas de uso final, así como para la reducción de componentes metálicos en un conjunto. La impresión 3D en metal se suministra con una familia cada vez mayor de materiales. Esto satisface las necesidades de diversas industrias, desde la joyería hasta la aeroespacial, pasando por la médica y la fabricación de plásticos. Algunos procesos y equipos son específicos de un material y tienen una gama limitada, mientras que otros son capaces de utilizar una variedad de materiales.

Para obtener más información, consulte nuestro artículo sobre impresión 3D.

¿Cómo selecciono el mejor tipo de impresión 3D?

Seleccionar el mejor tipo de impresión 3D es complejo. A continuación se detallan pasos útiles a seguir al decidir qué procesos de impresión 3D en metal elegir:

1. Revisar los requisitos de las piezas. Por ejemplo, tenga en cuenta la resolución de la capa, la necesidad de reproducir detalles finos, así como las propiedades mecánicas requeridas y consideraciones de calidad cosmética.
2. Elija una familia de materiales para la pieza. 
3. Una vez seleccionado el material, revise los procesos disponibles que utilizan ese material para considerar cuál es el mejor para producir los resultados deseados.
4. Verificar la disponibilidad de recursos, incluidos proveedores en cuanto a material, tiempo y costos.

¿Qué son los materiales metálicos de impresión 3D?

Existe una lista larga y creciente de opciones de tipo metálico en materiales de impresión 3D metálicos. Los tipos de metales más comunes son:

1. Acero inoxidable: Generalmente en 3 grupos de aleaciones:304, 316 y 17-4. Son resistentes a la corrosión y de alta resistencia cuando no son porosos.
2. Aceros para herramientas D2, A2 y H13: Tienen alta resistencia, son endurecibles, resistentes al desgaste y son aplicables para troqueles y herramientas.
3. Titanio y Ti64: Materiales ideales para piezas ligeras y de alta resistencia.
4. Aluminio 7075, 4047, 6061, 2319, 4043: Se trata de diversas aleaciones ligeras para componentes ligeros en general.
5. Inconel® 718, 625: Tienen baja resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas para fines como piezas de motores.
6. Cromo cobalto: Superaleación para aplicaciones biomédicas y aeroespaciales.
7. Oro/Plata: Metales puros para joyería y usos biomédicos limitados.
8. Niobio, Niobio-Circonio: Se trata de aleaciones de alta temperatura y alta resistencia química para uso aeroespacial.
9. Tantalio: Similar al Niobio pero con mejor resistencia química.
10. Hastelloy® Níquel Cromo: Materiales resistentes:resistentes a la temperatura y a las grietas. Comúnmente utilizado para turbinas y componentes nucleares.
11. Tungsteno y Aleaciones: Materiales con densidad súper alta. Se utiliza comúnmente para escudos contra la radiación, colimadores y piezas de motores.

Para obtener más información, consulta nuestra guía sobre los mejores materiales para la impresión 3D en metal.

¿Cuándo apareció por primera vez la impresión en metal 3D?

La primera ejecución práctica de una impresora 3D de metal fue la EOSINT M250. Fue lanzado en 1994 por ElectroOptical Systems. Combinó metal con una aleación de menor temperatura, que se fusionó para acoplar las partículas primarias. En 2004, EOS lanzó el EOSINT M270. Fue el primer sistema PBF que utilizó una bomba de diodo láser de 200 W para fundir la materia prima metálica. Desde entonces, ha habido un aumento/mejora exponencial en métodos, materiales y resoluciones.

Resumen

Xometry ofrece una amplia gama de capacidades de fabricación, incluida la impresión 3D en metal para todas sus necesidades de producción y creación de prototipos. Obtenga su cotización instantánea sobre impresión 3D en metal y más hoy.

Avisos de derechos de autor y marcas comerciales

1. Inconel® es una marca registrada de la división Huntington Alloys de Special Metals Corp., Huntington, WV.
2. Hastelloy® es una marca registrada de Haynes International, Kokomo, Indiana.

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Dean McClements

Dean McClements es un Licenciado en Ingeniería Mecánica con honores y cuenta con más de dos décadas de experiencia en la industria manufacturera. Su trayectoria profesional incluye puestos importantes en empresas líderes como Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace y Hyster-Yale, donde desarrolló un profundo conocimiento de los procesos de ingeniería y las innovaciones.

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