5 tipos de impresión 3D en metal y sus materiales

La impresión 3D sobre metal, o fabricación aditiva, ha transformado las industrias de fabricación y prototipado al permitir la fabricación de piezas metálicas complejas y de alto rendimiento. A diferencia de los métodos tradicionales que implican el corte de material, la impresión 3D de metal construye piezas capa por capa, lo que permite un mayor nivel de precisión y libertad de diseño. Con muchas procesos de impresión 3D las empresas pueden fabricar piezas y componentes metálicos a medida para sectores que van desde el aeroespacial hasta la automoción. En este artículo, se analizarán cinco tipos comunes de procesos de impresión 3D de metal junto con los materiales utilizados en cada proceso.

1. Fusión selectiva por láser (SLM)

Uno de los métodos más populares en la categoría de impresión 3D en metal es la fusión selectiva por láser. Consiste en la fusión de polvo metálico mediante un láser de alta potencia para producir la pieza final capa por capa. SLM ofrece piezas muy detalladas que son muy fuertes con un rendimiento mecánico impresionante.

Materiales: Con la SLM se suelen utilizar muchos metales, como la aleación de titanio, el acero inoxidable, el aluminio y el Inconel. Estos polvos metálicos tienen una excelente relación resistencia-peso y resistencia a altas temperaturas, por lo que son ideales para las industrias aeroespacial y del automóvil.

La SLM es la más adecuada para la impresión 3D de metales personalizados porque permite producir diseños de geometría compleja que serían demasiado difíciles o incluso imposibles de conseguir con las técnicas de fabricación convencionales. Por lo tanto, si necesita piezas que sean específicas, la SLM es una solución atractiva porque minimiza los costes de utillaje y reduce los plazos de comercialización de los productos.

2. Fusión por haz de electrones (EBM)

La EBM o fusión por haz de electrones es un método de procesamiento por fusión de lecho de polvo similar a la SLM, en el que, en lugar de láser, se utiliza un haz de electrones en la fusión del polvo metálico. Este proceso se aplica principalmente para la producción de piezas en los sectores aeroespacial, médico y de defensa, ya que permite la fabricación de piezas densas y de alto rendimiento.

Materiales: La EBM se utiliza normalmente para aleaciones de titanio como Ti-6Al-4V, preferidas por su resistencia, bajo peso y biocompatibilidad. Esto significa que puede ser especialmente útil cuando se mecanizan a medida piezas en las que el titanio es necesario por sus propiedades especiales. Las piezas fabricadas con haces de electrones tienen una cierta forma de alta densidad y están libres de oxidación, lo que aumenta su resistencia debido a que el haz de electrones de alta energía trabaja en el vacío. La menor tensión residual, que es primordial en las industrias pesadas, es otra ventaja añadida de la fabricación por EBM.

3. Deposición directa de energía (DED)

El término deposición directa de energía (DED) se refiere básicamente a una forma de impresión metálica en 3D, en la que la refundición de la materia prima metálica sobre un sustrato se realiza con una fuente de energía focalizada, como un láser o un haz de electrones. De hecho, este proceso se considera extremadamente flexible y, por tanto, las piezas pueden personalizarse, repararse o modificarse en gran medida.

Materiales: En el DED pueden procesarse diversos materiales, como aceros inoxidables, aleaciones de titanio, Inconel y aleaciones de cobalto-cromo. Estos materiales suelen elegirse por su resistencia a la corrosión y al calor y por sus propiedades mecánicas.

Además, el DED se utiliza a menudo por su mecanizado a medida, ya que añade material a los componentes existentes para reparaciones y/o modificaciones del diseño, eludiendo el requisito de una refabricación completa.

4. Chorro de ligante

Binder Jetting se define como una impresión 3D metálica en la que se deposita selectivamente un aglutinante líquido sobre polvo metálico para crear una pieza. Una vez impresa toda la pieza, se introduce en un horno para sinterizarla, de modo que las partículas metálicas se fundan y formen una estructura sólida. Suele utilizarse para series de producción bajas o medias.

Materiales: Algunos de los materiales de inyección de aglutinante más comunes son el acero inoxidable, el cobre y el acero para herramientas, y la elección del material se debe muy a menudo a la necesidad de componentes menos estresados pero fuertes y duraderos bajo cargas elevadas.

Por ejemplo, una de las ventajas de la inyección de aglutinante cuando se utiliza para servicios de impresión 3D de metal es la capacidad de imprimir piezas con geometrías complejas. Tales características garantizan que las industrias no tengan que pasar por la molestia de obtener piezas personalizadas para pequeñas series de prototipos o bajos volúmenes de producción.

5. Extrusión de metal (modelado por deposición fundida de metal)

La extrusión de metal o el modelado por deposición fundida de metal (FDM) es igual que el FDM de plástico normal, salvo que en lugar de filamentos termoplásticos se utilizan filamentos metálicos. Estos filamentos son una mezcla de polvos metálicos y aglutinantes y se extruyen a través de una boquilla calentada, capa a capa, para dar lugar a la pieza deseada.

Materiales: La extrusión de metales puede realizarse en diferentes materiales como acero inoxidable, bronce y aluminio. Los materiales suelen ser un compromiso entre los requisitos de la pieza (resistencia, ductilidad y coste). La impresión 3D de metal personalizada para la producción de bajo volumen o para piezas que se utilizarán en el procesamiento posterior es común con este método. El método de extrusión de metal también ofrece producción a gran escala, por lo que es una opción flexible para las empresas que ofrecen servicios de impresión 3D de metal.

Conclusión

Mientras que SLM, EBM, DED, Binder Jetting y la extrusión de metal procesan sus metales para aplicaciones 3D, cada uno tiene sus ventajas únicas dadas las propiedades del material, las complejidades de las piezas y las aplicaciones de uso final. Si desea producir piezas mecanizadas a medida para aplicaciones en los campos aeroespacial, automovilístico o médico, se ha descubierto que la impresión 3D de metales puede utilizarse ahora para lograr la flexibilidad y la alta precisión con la que se espera la fabricación moderna. Póngase en contacto con nosotros para conocer el método y el material de impresión 3D adecuados para fabricar piezas de alto rendimiento para sus aplicaciones específicas.

Solicitar presupuesto