Por: Ing. Alberto Peñaloza Hernández, Ing. J. Miguel González Cruz y el Dr. Arturo Gómez Ortega
Preparación de una impresión por Fusión de cama de polvo (PBF)
(PBF-Powder Bed Fusion)
Para llevar a cabo una impresión con la tecnología de fusión de cama de polvo son necesarias varias actividades y pasos, que cuales requieren atención y experiencia para garantizar que la pieza se fabrique de manera correcta.
Primero empezamos preparando el archivo de impresión, el cual generalmente proviene de un software tipo CAD y se transforma a un formato .STL (Standard Triangle Language). El formato .STL es compatible con los diversos software’s de preparación, el cual puede cambiar dependiendo del sistema o tecnología de impresión 3D que se esté utilizando. Lo principal a definir es la orientación de la pieza, es decir, la posición con la que se va a imprimir, luego su ubicación en el plato de construcción y por último, definir los soportes que tendrá (posición, tipo y densidad). De igual forma es importante tomar en cuenta el material y el tamaño de las piezas, ya que estos pueden ser factores que propicien deformaciones durante la construcción y como consecuencia, que la pieza se separe del plato durante la impresión.
Es recomendable que se utilicen herramientas de simulación para validar los parámetros seleccionados antes de imprimir. Aunque estas herramientas aún están en desarrollo, pueden ser utilizadas como indicadores para identificar posibles defectos de fabricación los cuales pueden ser mitigados con anticipación. Cuando todo esta validado, el mismo software se encarga de realizar el rebanado (slicing) de la pieza, para dividirla en capas, mismas que se irán fundiendo para formar la pieza final. Posteriormente, de este software se crea un archivo que contiene toda la información de preparación y que adicionalmente, puede ser leido por nuestra máquina de impresión 3D.
De manera paralela, se realiza la limpieza de la impresora, procurando remover todo polvo de una impresión anterior. Luego se coloca el plato de fabricación sobre el cual serán construirán las piezas, realizando con antelación una cuidadosa calibración para asegurar el nivel adecuado durante la distribución del polvo metálico. Después se introduce el polvo metálico en la cámara correspondiente con el propósito de que al realizar un barrido inicial sobre el plato de construcción, se pueda evidenciar y verificar la uniformidad del mismo.
Una vez preparado el sistema de impresión 3D, se procede a cargar los archivos previamente preparados. Luego se deben seleccionar los parámetros adecuados que corresponden al material deseado (SS, Ti, Al, Ni, Cr-Co, Ag, Au). Posterioremnte, se realizan las primeras exposiciones del láser, las cuales aseguran la unión de los soportes al plato, luego, se ejecuta el resto de la impresión. Dependiendo de la complejidad de las piezas y del tamaño la impresión puede durar desde unas cuantas horas hasta días.
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Una vez que termina la impresión, se retirar el plato de la máquina asegurandose de limpiar los exceso de polvo y aspirar los excedentes. Antes de separar las piezas del plato, es muy normal llevar a cabo un tratamiento térmico de relevado de esfuerzos que permite evitar deformaciones durante el proceso de separación. Dependiendo de la configuración de soportes se pueden separar las piezas de forma manual o utilizando tecnologías como corte por electroerosión.
Finalmente, de ser necesario y dependiendo de las características deseadas, las piezas se pueden pulir, granallar o dar acabados finales como rectificados o maquinados.
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