Cómo influyen las cualidades del polvo en los resultados de impresión

La impresión 3D se ha convertido en una potente tecnología de producción en los últimos años. El proceso a base de polvo se ha consolidado como un método de impresión 3D habitual junto a los procesos de espacio libre y líquido. Ya sea metal, plástico, vidrio, cerámica o polvos compuestos, todos los polvos tienen una característica en común: el grado de secado es un componente decisivo para la calidad del producto impreso.

Procesos basados en polvo para una amplia gama de aplicaciones

Con la fabricación aditiva se pueden fabricar de forma económica prototipos, componentes y productos incluso en pequeñas cantidades, hasta el tamaño de lote 1. Durante el proceso a base de polvo, que también se denomina proceso de lecho de polvo, el espacio de impresión o de construcción consiste en una especie de cubeta. En ella, el polvo se aplica capa a capa y se solidifica con un aglutinante o aumentando la temperatura. Se distingue fundamentalmente entre la fusión selectiva por láser (Selective Laser Sintering o SLS por sus siglas en inglés) y la fusión por haz de electrones (Electron Beam Melting/Electron Beam Additive Manufacturing, EBM/EBAM por sus siglas en inglés).

En la fusión por láser, el material de impresión se funde con un láser de alta potencia bajo una atmósfera protectora. En la fusión por haz de electrones, un haz de electrones se asegura de que el polvo se funda en el vacío. La impresión al vacío ofrece la ventaja de evitar una posible inclusión de oxígeno en el producto impreso. El proceso es adecuado para imprimir metales que tienen un punto de fusión muy alto, por ejemplo, el titanio a 1668 °C y el platino a 1768 °C. El proceso a base de polvo se utiliza preferentemente para la fabricación de productos complejos, por ejemplo con estructuras difíciles, salientes y cavidades. Los residuos de polvo no consolidados, que pueden retirarse y reutilizarse posteriormente, proporcionan una estructura de soporte eficaz durante el proceso de impresión. Los campos de aplicación habituales de los productos impresos mediante procesos a base de polvo van desde la fabricación de herramientas, la ingeniería mecánica y la construcción de plantas hasta las industrias aeronáutica, aeroespacial y automovilística, así como la tecnología médica y dental.

Problema: polvo de impresión demasiado húmedo

Los polvos de impresión tienen que enfrentarse principalmente al hecho de que son muy hidrófilos, es decir, que absorben humedad con mucha facilidad. Además, los recipientes en los que se introduce y almacena el polvo presurizado, que suelen ser de plástico, no acostumbran a ser estancos a la difusión. Esto significa, por el contrario, que el contenido de humedad del polvo de impresión aumenta forzosamente con el tiempo. En dos recipientes del mismo fabricante puede haber diferentes calidades de polvo a pesar de tratarse del mismo material de partida. El polvo de impresión húmedo puede provocar fragilidad, grietas, marcas de cebra, superficies de componentes deficientes, así como falta de homogeneidad en los productos impresos. Esto es especialmente molesto cuando se imprimen productos que requieren la máxima resistencia y una calidad elevada y constante. Entre estos productos se encuentran las herramientas especiales, los componentes de ingeniería mecánica y los productos dentales, que con frecuencia se fabrican con materiales en polvo de elevado precio, como las aleaciones de titanio y platino. Independientemente del tipo de material en polvo, el grado de sequedad del polvo es un componente esencial para la calidad de los resultados en los procesos de fabricación aditiva. Cuanto más seco esté el polvo, mejor será su fluidez y la capacidad de fusión del láser, lo que repercute positivamente en el resultado de la impresión.

Los secadores de vacío garantizan un secado uniforme del polvo

Los denominados secadores de vacío representan una innovación tecnológica. Para el secado de materiales de alta calidad, como el polvo metálico, resulta adecuado un proceso de secado que utiliza el vacío y las bajas temperaturas. Durante el secado al vacío, el agua ligada al polvo a secar se evapora (sublima) a bajas temperaturas y presiones. Los secadores al vacío de alto rendimiento secan el polvo hasta un contenido de humedad residual de solo 1 ppm.

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