Impresión 3D en metal DMLS (sinterización directa de metal por láser), y DMLM (Direct Metal Laser Melting) es una tecnología de laminado. Las impresoras 3D de metal utilizan rayos láser para fundir capas de polvo metálico de 20 a 60 micras entre sí. Este metal en polvo se esparce por toda la base de impresión y se funde selectivamente en la capa anterior de la construcción.
Este proceso, conocido como proceso aditivo, permite que las estructuras/productos/piezas metálicas se “cultiven” a partir de metal en polvo. Otras impresoras 3D basadas en polímeros funcionan de manera similar.
A diferencia de otros aspectos de la impresión 3D, la impresión 3D de metal es un proceso relativamente nuevo y de alta tecnología que mejora y cambia constantemente. Recientemente, ha aparecido una nueva y revolucionaria tecnología de impresión 3D de metal, y parece que el proceso de impresión 3D de metal se puede reconsiderar por completo. Siga leyendo para obtener más información.
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Sin láseres, solo LEDs
Esta nueva e innovadora tecnología se presenta en forma de SLEDM (Selective LED-Based Melting). La idea es utilizar una fuente de luz LED de alta potencia para apuntar y disolver polvos metálicos, y un hombre llamado Franz Haas está a cargo del equipo responsable del desarrollo de este nuevo método. La patente ha sido solicitada y el equipo del Instituto de Tecnología de Producción está esperando pacientemente su aprobación.
Nuevas tecnologías SLM (fusión selectiva por láser), y Evim En (fusión por haz de electrones), el mismo polvo metálico se funde con un haz de electrones o láser y se coloca en capas para crear el producto terminado deseado. Dos problemas con las tecnologías existentes que SLEDM resuelve están relacionados con el tiempo: el largo plazo de posprocesamiento manual del producto y el tiempo que se tarda en producir piezas metálicas de “gran volumen”.
Se acabaron los retrabajos manuales
La planta de producción de nuevo diseño tiene características que no se encuentran en otras plantas de fundición de metales. La capacidad de agregar piezas metálicas de arriba a abajo. Como resultado, la pieza queda expuesta y el operador puede usar la menor cantidad posible de polvo metálico y se puede volver a trabajar medio ¡Proceso de impresión!
Los acabados necesarios, como la eliminación de estructuras de soporte o el alisado de superficies rugosas que refuerzan la pieza impresa en 3D, ya no se dejan para el final de la producción y se incorporan al proceso de impresión inicial. Esto se debe a que el foco de la energía luminosa es muy estrecho, lo que ahorra tiempo y dinero.
Productos terminados más rápidos
A diferencia de los procesos EBM y SLM, que utilizan haces de electrones y láseres respectivamente, como se mencionó anteriormente, el método SLEDM utiliza un haz LED de alta potencia para fundir polvos metálicos. Por lo general, las tecnologías SLM y EBM se utilizan en industrias como la aeroespacial en aplicaciones que requieren piezas metálicas complejas. Por ejemplo Agencia Espacial Europea (ESA) (ESA) utilizó la impresión 3D SLM para construir un motor de cohete impreso en 3D a escala real y lo probó por primera vez en 2019. Empresa aeroespacial con sede en California Laboratorio de cohetes La compañía aprovecha EBM para construir el motor de cohete Rutherford impreso en 3D que impulsa el Electron Rocket de la compañía.
En ambos procesos se llevan a cabo proyectos de investigación y actualización con el objetivo de mejorar aún más la competencia. Recientemente Universidad de Texas A&M Utilizando SLM, establecimos un método para imprimir en 3D estructuras de acero complejas sin huecos. Empresa de ingeniería con sede en el Reino Unido Aditivos Wayland La compañía ha anunciado un nuevo proceso de EBM conocido como NeuBeam, que tiene como objetivo comercializar a finales de año.
Estos diodos emisores de luz especiales utilizados en SLEDM fueron creados especialmente por . Trabajo previo, Especialista en iluminación en Estiria Occidental. Estos LED están equipados con un complejo sistema de lentes, que facilita el cambio del diámetro del foco del LED entre 0,05 y 20 milímetros durante el proceso de fusión. El truco aquí está en enfocarse. Imagínese comprimir la luz necesaria para iluminar todo un teatro en un punto con un diámetro de solo 1 mm. De esta manera, puede obtener suficiente energía para derretir el polvo metálico.
Esto permite fundir grandes cantidades de metal y elimina la necesidad de estructuras internas de filigrana, lo que reduce el tiempo de fabricación de componentes como la tecnología médica y de pilas de combustible en una media de 20 veces.
Variedad de usos
En la Universidad Médica de Graz, donde se inauguró el primer laboratorio de impresión 3D médica en octubre de 2019, ya se está considerando una demostración del proceso SLEDM. El proceso SLEDM, en particular, se refiere a los tornillos hechos de aleaciones de magnesio que se utilizan en la fabricación de implantes metálicos biorreabsorbibles y, en términos sencillos, se utilizan para fracturas. Estos implantes se disuelven en el cuerpo después de que el sitio de la fractura crece junto. Esto elimina la necesidad de una segunda cirugía, que es necesaria para este tipo de lesiones, que sin duda es una carga importante, especialmente para el paciente.
Además, la producción de este tipo de implantes es posible en el propio quirófano, gracias al proceso SLEDM, que utiliza luz LED menos dañina en lugar de un potente láser.
El segundo enfoque de este método es la movilidad sostenible, por ejemplo, la producción de componentes para baterías y placas bipolares para pilas de combustible. Nuestro objetivo es hacer que el SLEDM sea económicamente viable en la movilidad eléctrica e introducir el SLEDM en este campo de estudio lo antes posible.
Como siguiente paso en el proceso de desarrollo, esperamos crear un prototipo comercializable de una nueva impresora 3D de metal y utilizar esta máquina para realizar más pruebas e innovaciones en estas áreas. Las numerosas ventajas de esta innovadora impresora y su innovadora tecnología son evidentes. En este artículo, hemos mencionado específicamente las industrias médica y de pilas de combustible, pero la lista de sectores industriales afectados por esta máquina es realmente una lista larga.
Por no hablar de la ingeniería, las impresoras 3D se han convertido en una de las herramientas esenciales de la nueva era para mejorar la productividad del proceso de diseño para los ingenieros mecánicos, entre otros.
¿Qué opinas de este nuevo método de impresión 3D en metal? ¡Cuéntanos lo que piensas en los comentarios a continuación!
Sobre el autor: Esta es una publicación invitada de Ryan Clancy. Ryan Clancy es ingeniero mecánico y bloguero. Con 4+ años de experiencia en ingeniería mecánica, le apasionan las finanzas personales, la ingeniería mecánica y llevar la ingeniería a un nivel que todos puedan entender. Ryan vive en la ciudad de Nueva York y escribe sobre todo lo relacionado con la ingeniería. División de Ingeniería Mecánica.