Fusión en lecho de polvo
El proceso se basa en la fusión local y selectiva de una fina capa de polvo. La energía se aplica normalmente mediante un rayo láser o un haz de electrones. Solo se solidifican las zonas que forman parte del componente; el polvo circundante permanece suelto y sirve como material de soporte.
Tras la solidificación, se aplica una nueva capa de polvo. Este ciclo se repite hasta que el componente tridimensional está completamente construido. La geometría se genera directamente a partir de un modelo digital en 3D (datos CAD, desglosados en capas).
La fusión en lecho de polvo se utiliza principalmente para metales y plásticos. Los materiales metálicos típicos son aleaciones de aluminio, acero, titanio y a base de níquel; en el caso de los plásticos, se utilizan con frecuencia poliamidas.
Una característica de calidad fundamental es el propio lecho de polvo. El tamaño de las partículas, su forma, la distribución granulométrica y la fluidez determinan la calidad de la capa. Solo un lecho de polvo homogéneo y distribuido uniformemente permite obtener propiedades reproducibles en los componentes.
La concentración de oxígeno en la cámara de construcción también es decisiva. Los polvos metálicos reaccionan muy rápidamente con el oxígeno a altas temperaturas. Por ello, la fusión en lecho de polvo se lleva a cabo generalmente en atmósfera de gas protector o en cámaras de proceso inertizadas.
La densidad y la resistencia de los componentes dependen en gran medida de la aportación de energía local. Un parámetro simplificado es la densidad de energía volumétrica
Ev = P/(v⋅h⋅t)
- P es la potencia del haz
- V es la velocidad de barrido
- H es la distancia entre trazas
- T es el espesor de la capa.
La fusión en lecho de polvo plantea grandes exigencias al tratamiento del polvo. Los polvos deben estar secos, ser homogéneos, fluir libremente y ser reproducibles. El envejecimiento, la aglomeración y la oxidación deterioran la estabilidad del proceso y la calidad de los componentes.
Por lo tanto, la preparación del polvo, la humectación del polvo, el secado y la inertización están estrechamente relacionados con la fusión en lecho de polvo. Influyen directamente en la calidad de los componentes que se puede alcanzar y en la rentabilidad del proceso.