El propósito principal de usar una prensa caliente de laboratorio en cuerpos en verde de IN 718 es eliminar los defectos de conformado inherentes al proceso de impresión 3D. Al someter la pieza impresa a presión y calor uniformes, este paso de postprocesamiento cierra huecos microscópicos y capas de delaminación, aumentando significativamente la densidad del objeto antes de que se someta a sinterización.
Conclusión Clave El proceso de impresión a menudo deja vacíos internos entre las capas de material. Compactar el cuerpo en verde actúa como un paso de corrección crítico, sellando estos defectos para garantizar que el componente metálico final logre integridad estructural y un rendimiento mecánico estable.
Abordar los Defectos de la Fabricación por Filamento Fundido
El Desafío de la Impresión por Capas
En la Fabricación por Filamento Fundido de Metal (MFFF), la impresora construye piezas capa por capa. Esto a menudo resulta en huecos o poros microscópicos entre los caminos depositados.
El Riesgo de Delaminación
Más allá de simples huecos, las capas pueden no adherirse perfectamente entre sí. Esto conduce a defectos de delaminación, donde las capas se separan, creando debilidades estructurales dentro del "cuerpo en verde" (la pieza sin sinterizar).
El Mecanismo de Consolidación por Presión en Caliente
Aplicación de Parámetros Específicos
Para corregir estos defectos, el cuerpo en verde se coloca en una prensa caliente de laboratorio. El proceso utiliza condiciones precisas, aplicando típicamente una temperatura de 180 °C y una presión de 92 MPa.
Inducción de Microflujo del Aglutinante
La aplicación de calor ablanda la matriz de aglutinante polimérico dentro del cuerpo en verde. Simultáneamente, la alta presión induce un "microflujo", forzando al material a moverse y asentarse en los espacios vacíos.
Cerrando los Huecos
A medida que el aglutinante fluye, sella eficazmente los huecos y poros microscópicos ubicados entre los caminos impresos. Esta compresión mecánica fuerza físicamente a las capas separadas a unirse nuevamente, reparando los problemas de delaminación.
El Impacto en la Calidad Final de la Pieza
Mejora de la Densidad del Cuerpo en Verde
El resultado inmediato de esta compactación es un cuerpo en verde con una densidad significativamente mayor y más uniforme. La pieza se convierte en una unidad sólida y cohesiva en lugar de una colección de capas débilmente unidas.
Integridad Estructural Después de la Sinterización
Debido a que el cuerpo en verde es más denso y libre de vacíos internos, el proceso de sinterización final es más efectivo. Esto conduce a un componente de IN 718 terminado que exhibe una integridad estructural superior y un rendimiento mecánico confiable.
Comprendiendo las Compensaciones
La Necesidad de Precisión
Este proceso se basa en parámetros exactos. Desviarse de la temperatura específica (180 °C) o la presión (92 MPa) puede no inducir el flujo necesario o, por el contrario, distorsionar la geometría de la pieza.
Complejidad del Proceso
Agregar una etapa de prensado en caliente aumenta la complejidad del flujo de trabajo de fabricación. Requiere equipo especializado y agrega tiempo entre la impresión y la sinterización, pero la compensación a menudo es necesaria para aplicaciones de alto rendimiento.
Tomando la Decisión Correcta para su Objetivo
Para determinar si este paso es crítico para su aplicación específica, considere sus requisitos de rendimiento:
- Si su enfoque principal es la fiabilidad mecánica: Utilice la compactación en caliente para eliminar la delaminación, asegurando que la pieza no falle bajo estrés.
- Si su enfoque principal es la densidad de la pieza: Utilice este proceso para minimizar la porosidad, lo cual es esencial para lograr piezas metálicas finales casi completamente densas.
Al integrar este paso de consolidación, transforma una impresión potencialmente porosa en un componente de ingeniería robusto y de alto rendimiento.
Tabla Resumen:
| Característica | Especificación/Detalle |
|---|---|
| Material Objetivo | IN 718 (Superaleación a base de níquel) |
| Temperatura de Procesamiento | 180 °C |
| Presión Aplicada | 92 MPa |
| Objetivo Principal | Eliminar huecos microscópicos y delaminación |
| Mecanismo | Microflujo de aglutinante inducido |
| Resultado | Mayor densidad del cuerpo en verde e integridad estructural |
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Referencias
- Yvonne Thompson, Peter Felfer. Metal fused filament fabrication of the nickel-base superalloy IN 718. DOI: 10.1007/s10853-022-06937-y
Este artículo también se basa en información técnica de Kintek Press Base de Conocimientos .
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