El pre-pulido actúa como un paso correctivo crítico que cierra la brecha entre la rugosidad de la impresión 3D y la precisión requerida para el conformado. Al utilizar papel de lija de alta precisión en piezas de fusión selectiva por láser en lecho de polvo (LPBF), se eliminan mecánicamente los artefactos inherentes de fabricación —específicamente los efectos de escalones y el polvo adherido sin fundir— para crear una superficie libre de defectos.
Idea Central: La fidelidad del conformado termoplástico (TPF) está estrictamente limitada por la calidad de la interfaz inicial. El pre-pulido elimina las barreras físicas, permitiendo que el vidrio metálico a granel a base de zirconio refleje las texturas finas del molde con alta uniformidad y precisión.
Abordar las limitaciones de las piezas tal como se imprimen
La salida bruta de un proceso LPBF rara vez es adecuada para el conformado de alta precisión inmediatamente después de la impresión.
Eliminación del efecto "escalonado"
La fabricación aditiva construye piezas en capas, lo que resulta en una topografía microscópica de escalones en superficies curvas o anguladas.
El papel de lija de alta precisión nivela estas crestas de manera efectiva. Esto aplana la geometría para que coincida con el diseño previsto en lugar de las limitaciones de la resolución de la impresora.
Eliminación del polvo adherido sin fundir
Durante el proceso de impresión, las partículas de polvo sueltas a menudo se adhieren a la superficie de la pieza sin fundirse por completo.
El pulido elimina estas partículas débilmente unidas. Si se dejan continuamente, estas partículas crean ruido superficial que interfiere con el área de contacto durante el proceso de conformado.
Optimización para el conformado termoplástico (TPF)
Una vez eliminados los defectos, la física del proceso de conformado cambia significativamente.
Creación de una interfaz inicial más suave
El TPF se basa en el contacto cercano entre el molde y el material.
El pre-pulido asegura que la interfaz de contacto inicial sea suave y uniforme. Esto maximiza el área de superficie disponible para la unión o el conformado durante el ciclo térmico.
Mejora del reflejo de la textura
El objetivo final es transferir las texturas finas del molde al vidrio metálico a granel a base de zirconio (BMG).
Debido a que la superficie está libre de artefactos, el BMG puede fluir hacia las características del molde sin obstrucciones. Esto da como resultado una pieza final donde la textura del molde se refleja con precisión en toda la superficie.
Riesgos de descuidar la preparación de la superficie
Si bien agregar un paso de pulido manual aumenta el tiempo de producción, evitarlo crea problemas de calidad significativos.
Precisión de replicación comprometida
Si el sustrato no se pule, el proceso TPF "copiará" esencialmente los defectos de la impresión.
Los patrones de escalones evitarán que las texturas finas del molde se transfieran correctamente. La pieza BMG final exhibirá una textura híbrida del diseño del molde previsto superpuesta a los errores de impresión originales.
Uniformidad superficial inconsistente
El polvo sin fundir crea puntos altos aleatorios en la superficie.
Estas irregularidades impiden una distribución uniforme de la presión durante el conformado. En consecuencia, la textura final aparecerá irregular o distorsionada en lugar de continua.
Tomar la decisión correcta para su objetivo
Para asegurarse de que sus piezas LPBF estén listas para TPF, considere sus requisitos específicos para el componente BMG a base de zirconio final.
- Si su enfoque principal es la fidelidad de la superficie: Debe pre-pulir para eliminar todos los escalones, asegurando que el BMG refleje la textura del molde sin interferencias.
- Si su enfoque principal es la consistencia dimensional: Utilice papel de lija de alta precisión para eliminar el polvo adherido, lo que evita que las irregularidades superficiales aleatorias distorsionen la forma final.
La preparación no es meramente cosmética; es el requisito previo funcional para un conformado termoplástico preciso.
Tabla resumen:
| Tipo de paso | Corrección física | Beneficio funcional |
|---|---|---|
| Nivelación | Elimina las crestas "escalonadas" | Alinea la geometría con el CAD del diseño previsto |
| Desprendimiento | Limpia el polvo adherido sin fundir | Evita el ruido superficial y la interferencia de contacto |
| Suavizado | Crea una interfaz inicial uniforme | Maximiza el área de contacto para la unión térmica |
| Reflejo | Elimina obstrucciones para el flujo de BMG | Asegura la replicación precisa de las texturas del molde |
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Referencias
- Maximilian Frey, Ralf Busch. Thermoplastic forming of additively manufactured Zr-based bulk metallic glass: A processing route for surface finishing of complex structures. DOI: 10.1016/j.matdes.2020.109368
Este artículo también se basa en información técnica de Kintek Press Base de Conocimientos .
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