Los investigadores de EPFL han desarrollado una nueva técnica de impresión láser en 3D para fabricar componentes metálicos con una resistencia sin precedentes a las altas temperaturas. Daños y corrosión. El método tiene aplicaciones en campos que van desde el aeroespacial hasta las turbinas generadoras de energía.

Impresión 3d, también conocida como fabricación aditiva, ha revolucionado la forma en que se fabrican los componentes, estableciendo nuevos estándares en términos de velocidad de producción cuando la complejidad geométrica es alta.

Los fabricantes utilizan una técnica conocida como fusión selectiva por láser (SLM) para imprimir componentes metálicos en 3D. Con SLM, un potente láser funde y fusiona polvos metálicos, construyendo gradualmente un componente 3-D capa por capa. Cualquier polvo restante se elimina al final del proceso. Pero algunos metales y aleaciones no pueden soportar las altas variaciones de temperatura que implica el SLM, haciendo que se agrieten.

Investigadores del Laboratorio de Metalurgia Termomecánica (LMTM) de la EPFL, dirigido por Roland Logé en la Escuela de Ingeniería, han desarrollado un nuevo método que consiste en aplicar un segundo tratamiento con láser cada pocas capas durante la fase de construcción. Esto reduce drásticamente el agrietamiento y produce componentes metálicos con una resistencia sin precedentes a las altas temperaturas. Daños y corrosión.

La técnica patentada, publicado en Additive Manufacturing, podría utilizarse para fabricar nuevas palas de turbinas generadoras de energía o componentes clave de aeronaves, por ejemplo.

Ondas de choque

los resultados hablan por si mismos. Los investigadores encontraron que la técnica eliminó hasta el 95 por ciento del agrietamiento normalmente observado en una superaleación a base de níquel. Ahora planean aplicar el método a otras aleaciones sensibles al agrietamiento.

¿Como funciona?

Los investigadores utilizaron un método conocido como granallado por impacto láser, o LSP, para "curar" las grietas sobre la marcha durante el proceso de impresión 3D. LSP funciona dirigiendo periódicamente pulsos de láser de alta intensidad sobre el componente en construcción. Actúa como una especie de martillo fotónico de alta energía, "enviando ondas de choque a través del material.

El método involucra dos láseres. El primero derrite los polvos metálicos y calienta el material fundido, mientras que el segundo genera tensiones en el componente en ubicaciones específicas para eliminar grietas. "El granallado por impacto láser se reserva normalmente para tratamientos superficiales, "explica Logé." Pero en nuestro caso, se ha convertido en un tratamiento a granel, en el sentido de que opera en 3-D dentro del propio material ".

Varias empresas de impresión 3D han expresado interés en la nueva técnica. "Este método de impresión 3D híbrido tiene aplicaciones que van mucho más allá de eliminar grietas, ", añade Logé." Apenas estamos empezando a comprender todo su potencial ".