En busca de la precisión en la tecnología MEAM-HP: Afectación de parámetros de fabricación en las contracciones dimensionales tras el sinterizado de piezas de bronce
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Resumen
La fabricación aditiva ha experimentado una notable evolución desde sus inicios en la década de 1980. Lo que comenzó como una herramienta de prototipado para diseñadores e ingenieros, hoy en día se ha convertido en una tecnología clave en la producción de piezas personalizadas, componentes industriales y hasta tejidos biológicos. El progreso en materiales, velocidad de impresión y precisión ha permitido que la impresión 3D se expanda a sectores como la medicina, el aeroespacial y la automoción, abriendo nuevas fronteras en la fabricación de objetos complejos a bajo costo y con mayor eficiencia.
Una nueva técnica de fabricación en el ámbito de la impresión 3D es MEAM-HP (Material Extrusion Additive Manufacturing High-filled Polymer), a través de la cual es posible realizar piezas de metal con impresoras FDM. Los filamentos están compuestos por un 80-90% de polvo de metal, siendo el resto un aglutinante polimérico. Una vez finalizada la impresión se logra eliminar la parte polimérica, obteniendo la pieza de metal con características similares a piezas de metal fabricadas por procesos tradicionales, utilizando dos tratamientos térmicos.
La principal limitación de esta técnica constructiva es la contracción que experimentan las piezas al llevar a cabo los dos procesos térmicos necesarios para obtener la pieza 100% metálica.
Este estudio analiza cómo diferentes parámetros, como el porcentaje de relleno, la orientación de impresión de las piezas o la orientación de las piezas durante los tratamientos térmicos, pueden afectar al resultado final obtenido en términos de contracciones. Se utilizará un filamento de bronce, cuyo contenido metálico es del 88-90%.
Se realizarán diferentes probetas con formas octaédricas, porcentajes de relleno entre el 40 y 90%, siendo impresas en horizontal (apoyada la cara de mayor tamaño sobre la cama de impresión) y en vertical. Además, se realizarán los tratamientos térmicos de las probetas también en posición horizontal y vertical.
Se realizará un diseño de experimentos para evaluar los parámetros comentados y se creará una función matemática que describa la influencia del porcentaje de relleno y orientación de las piezas durante la impresión y la realización de los tratamientos en las contracciones sufridas por la pieza y en su reducción de peso.
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