Análisis del comportamiento de la dilatación térmica de muestras Invar 36 PBF-LB con estructura lattice reticular

Contenido principal del artículo

Maialen Martinez-Aguirre
https://orcid.org/0000-0002-6777-5420
Amaia Calleja-Ochoa
https://orcid.org/0000-0002-4978-3443
Gaizka Gomez-Escudero
https://orcid.org/0000-0003-0446-0680
Jürgen Schreuer
Haizea Gonzalez-Barrio
Luis Norberto Lopez de Lacalle
https://orcid.org/0000-0002-1573-2787

Resumen

Este estudio proporciona un análisis experimental del comportamiento del coeficiente de dilatación térmica de la aleación Invar 36 producida mediante fabricación aditiva, en concreto Powder Bed Fusion-Laser Beam (PBF-LB). La aleación Invar 36, conocida por su alta resistencia a la expansión térmica, se utiliza en aplicaciones que experimentan importantes fluctuaciones de temperatura, como es el caso del sector aeronáutico. Además, otro factor crítico en la industria aeroespacial, es el aligeramiento de los componentes. El proceso PBF-LB permite fabricar piezas más ligeras incorporando canales internos o estructuras reticulares, también conocidas como estructuras lattice. Estas técnicas reducen tanto el volumen, como el peso, preservando al mismo tiempo la integridad estructural del material.


Esta investigación no sólo examina la variación del coeficiente de expansión térmica con diferentes geometrías y microestructuras internas, sino que también evalúa el impacto del postmecanizado en las propiedades térmicas y estructurales de la aleación.

Detalles del artículo

Cómo citar
Martinez-Aguirre, M., Calleja-Ochoa, A., Gomez-Escudero, G., Schreuer, J., Gonzalez-Barrio, H., & Lopez de Lacalle, L. N. (2025). Análisis del comportamiento de la dilatación térmica de muestras Invar 36 PBF-LB con estructura lattice reticular. Anales De Ingeniería Mecánica, 1(24). https://doi.org/10.63450/aim.1.95.2025
Sección
Artículos

Citas

Akgul, B., Kul, M., Erden, F., “The puzzling thermal expansion behavior of invar alloys: a review on process-structure-property relationship”, Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, vol. 49, No. 2, 254-307, (2023) https://doi.org/10.1080/10408436.2023.2170975

Zhang, Y., Liang, Y., Liu, S., Wang, B., “A new design for enhanced stiffness of dual-constituent triangular lattice metamaterial with unbounded thermal expansion”, Materials Research Express, vol. 6, No. 1, 015705. (2018). https://doi.org/10.1088/2053-1591/aae5be

Zhou, Y., Yang, Q.,Wei, K., “Additively manufactured multi-functional metamaterials: low coefficient of thermal expansion and programmable Poisson’s ratio”, Virtual And Physical Prototyping, vol. 19, No. 1, (2024) https://doi.org/10.1080/17452759.2024.2303714

Davis J.R, “Alloying.Understanding tha basics”, ASM International. (2001). ISBN: 0-87170-744-6

Liu, H., Sun, Z., Wang, G., Sun, X., Li, J., Xue, F., Peng, H., Zhang, Y., “Effect of aging on microstructures and properties of Mo-alloyed Fe–36Ni invar alloy”, Materials Science And Engineering A, vol. 654, 107-112. (2015). https://doi.org/10.1016/j.msea.2015.12.018

Sefene, E. M., “State-of-the-art of selective laser melting process: A comprehensive review”, Journal Of Manufacturing Systems, vol. 63, 250-274, (2022). https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2022.04.002

Wei, K., Yang, Q., Ling, B., Yang, X., Xie, H., Qu, Z., Fang, D., “Mechanical properties of Invar 36 alloy additively manufactured by selective laser melting”, Materials Science and Engineering A, vol. 772, 138799. (2019). https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.138799

Yakout M., Elbestawi M.A., “Residual Stress Formation in Laser-Based Powder Bed Fusion (PBF-LB) of Invar 36”, ASTM International, vol. 1631, 34-44, (2019). https://doi.org/10.1520/STP163120190149

Asgari H., Salarian M., Ma H., Olubamiji A., Vlasea M., “On thermal expansion behavior of invar alloy fabricated by modulated laser powder bed fusion”, Materials & Design, vol. 160, 895-905, (2018). https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.10.025

Qiu, C., Adkins, N. J., Attallah, M. M., “Selective laser melting of Invar 36: Microstructure and properties”, Acta Materialia, vol. 103, 382-395, (2015). https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.10.020

Harrison, N. J., Todd, I., Mumtaz, K. “Thermal expansion coefficients in Invar processed by selective laser melting”, Journal Of Materials Science, vol. 52, No. 17, 10517-10525, (2017). https://doi.org/10.1007/s10853-017-1169-4

Yakout, M., Cadamuro, A., Elbestawi, M. A., Veldhuis, S. C. “The selection of process parameters in additive manufacturing for aerospace alloys”, The International Journal Of Advanced Manufacturing Technology, vol. 92, 2081-2098, (2017). https://doi.org/10.1007/s00170-017-0280-7

Martinez-Aguirre, M., Gómez, G., Bo, P., Barton M., González-Barrio H., Calleja-Ochoa A., López de Lacalle L. N., “Design, motion-planning, and manufacturing of custom-shaped tools for five-axis super abrasive machining of a turbomachinery blade type component”; The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 133, 655–669, (2024). https://doi.org/10.1007/s00170-024-13774-7

Barrio, H. G., Ochoa, A. C., Escudero, G. G., Mishra, S., Martinez- Aguirre, M., Mentxaka, A. L., De Lacalle, L. N. L., Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) for Cellular Structures Formed by a Heterogeneous Skeleton. Key Engineering Materials, vol. 958, 149-156. (2023). https://doi.org/10.4028/p-j1vury

Martinez-Aguirre, M., Kumar, S., Gómez, G., Holgado, I., González-Barrio, H., Calleja-Ochoa, A., De Lacalle, L. N., “Analysis of thin-walled components with internal microstructure design manufactured by lpbf”, MM Science Journal, vol. 4, (2023). https://doi.org/10.17973/mmsj.2023_11_2023103

González-Barrio, H., Calleja-Ochoa, A., Gómez, G., Mishra, S., Martinez-Aguirre, M., Lamikiz A., López de Lacalle L. N., “Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) for Cellular Structures formed by a heterogeneous skeleton”, Key Engineering Materials, vol. 958, 149-156, (2023). https://doi.org/10.4028/p-j1vury

Yang, Q., Wei, K., Yang, X., Xie, H., Qu, Z., Fang, D., “Microstructures and unique low thermal expansion of Invar 36 alloy fabricated by selective laser melting”, Materials Characterization, vol 166, 110409, (2020). https://doi.org/10.1016/j.matchar.2020.110409

Artículos más leídos del mismo autor/a