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Ventajas de la impresión 3D en metal Aleación de titanio

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Eplus3D sobre la impresión de aleaciones de aluminio

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La fabricación aditiva de metales es una tecnología emergente que desafía los métodos de fabricación tradicionales. Sin embargo, es necesario tener en cuenta el comportamiento de la corrosión de las piezas fabricadas de forma aditiva si se quiere que las técnicas aditivas tengan una aplicación generalizada.

En las últimas décadas se han invertido grandes esfuerzos en la optimización de los dispositivos de impresión, entre los que se encuentran el láser de alta fiabilidad, el hardware y el software de alto rendimiento de bajo coste. Actualmente, la impresión 3D de metales se ha destacado por sus ventajas únicas en la producción de materiales metálicos en comparación con otras técnicas de fabricación. Tomemos como ejemplo la aleación basada en el Ti.

Dado que el titanio combina una amplia aplicación industrial en piezas de alto rendimiento con altos costes de mecanizado, moldeo duro y un largo plazo de tiempo en el procesamiento convencional, el titanio y las aleaciones de titanio son de sumo interés con respecto a las técnicas de AM

Entre las aleaciones de titanio, el Ti6Al4V es el material más utilizado para muchas piezas de ingeniería e implantes biomédicos. Este material ofrece una gran resistencia a la corrosión y se distingue por su gran ductilidad. Estas características lo convierten en un gran candidato para su aplicación en diversas industrias.

La impresión 3D de titanio tiene muchas ventajas.

En el caso de las aplicaciones aeroespaciales, el uso de titanio y de componentes impresos en 3D suele ayudar a reducir la tasa de compra. El término derivado de la industria aeroespacial se refiere a la correlación entre el peso del material adquirido inicialmente y el peso del producto acabado.

Por ejemplo, en la fabricación tradicional, la relación entre la compra y el vuelo de las piezas de titanio para aviones puede ser de entre 12:1 y 25:1. Esto significa que se necesitan entre 12 y 25 kg de materias primas para producir 1 kg de piezas. En este caso, se puede procesar hasta el 90% del material.

La impresión 3D en metal puede reducir la proporción de titanio de 3:1 a 12:1. Esto se debe a que las impresoras 3D de metal normalmente sólo utilizan la cantidad de material necesaria para fabricar las piezas, y se generan muy pocos residuos de la estructura de soporte. En el caso de materiales caros (como el titanio), es muy importante reducir el coste de compra que el coste ahorrado.

La fabricación aditiva también puede mejorar las propiedades de ligereza del titanio gracias a la optimización de la topología. Con el software de optimización de la topología, los ingenieros establecen ciertos requisitos, como restricciones de carga y rigidez, y luego dejan que la herramienta de software optimice el diseño inicial para cumplir esos requisitos. Gracias a esta optimización, se elimina cualquier material innecesario del diseño, creando un componente más ligero y a la vez resistente.

Los diseños optimizados topológicamente a menudo sólo pueden fabricarse con la ayuda de tecnologías de fabricación m aditiva. Esta ventaja es especialmente valorada por la industria aeroespacial, donde las piezas ligeras de titanio impresas en 3D pueden suponer un ahorro de peso y un mejor rendimiento de las aeronaves

A pesar de las ventajas de la impresión 3D de titanio, hay algunos retos que deben tenerse en cuenta.

1. El primero es la necesidad de desarrollar normas para utilizar el titanio con tecnologías aditivas. Algunas empresas ya están dando pasos en esta dirección.

2. El segundo reto es el elevado coste del polvo de titanio. Por ejemplo, el precio del polvo de titanio optimizado para la impresión 3D oscila entre 300 y 600 dólares.

La impresión 3D de titanio se ha convertido en una valiosa tecnología en los ámbitos aeroespacial, médico y de la automoción. La razón principal es que el rendimiento superior del titanio se combina con la capacidad de reducir los residuos en la impresión 3D y crear diseños complejos y ligeros.

En el futuro, a medida que el coste del titanio disminuya y se descubran más aplicaciones, la impresión 3D de titanio se convertirá en una buena alternativa de fabricación para un mayor número de industrias.