Hacia un proceso sostenible de fusión por lecho de polvo láser a través de la caracterización de piezas de nitinol fabricadas aditivamente
Autores: Obeidi, Muhannad Ahmed; Healy, Paul; Alobaidi, Hasan; Bourke, Declan; Brabazon, Dermot
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Hacia un proceso sostenible de fusión por lecho de polvo láser a través de la caracterización de piezas de nitinol fabricadas aditivamente
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Fabricación aditiva
Proceso sostenible
Optimización
Fusión por láser en lecho de polvo
Densidad de energía
Nitinol
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
¿Es la fabricación aditiva (AM) un proceso sostenible? ¿Se puede optimizar el proceso para producir piezas de AM sostenibles y técnicas de producción? La fabricación aditiva ofrece la producción de piezas hechas de diferentes tipos de materiales, además de la geometría compleja que es difícil o imposible de producir utilizando los métodos tradicionales sustractivos. Este estudio se centra en la optimización de la fusión por lecho de polvo láser (L-PBF), una de las tecnologías más comunes utilizadas en la fabricación aditiva y la impresión 3D. Esta investigación se llevó a cabo modulando el grosor de la capa de construcción del polvo metálico depositado y la densidad de energía volumétrica de entrada. El objetivo de la estrategia propuesta es ahorrar tiempo de construcción maximizando el grosor de capa aplicado del polvo de nitinol mientras se recuperan las diferentes propiedades de las piezas de AM. El ahorro en el tiempo del proceso tiene un efecto directo en el costo total de la pieza producida como resultado de varios componentes como la energía eléctrica, el consumo de gas inerte y la mano de obra. Se seleccionó nitinol rico en níquel (52.39 Ni at.%) para la investigación en este estudio debido a sus extremadamente altas propiedades superplásticas y de memoria de forma, además de su amplia aplicación en diversas industrias como la aeroespacial, biomédica y automotriz. Los resultados obtenidos muestran que se puede encontrar un consumo significativo de energía y material al producir piezas de AM casi completamente densas con alteraciones limitadas o nulas en las propiedades químicas y mecánicas.
Descripción
¿Es la fabricación aditiva (AM) un proceso sostenible? ¿Se puede optimizar el proceso para producir piezas de AM sostenibles y técnicas de producción? La fabricación aditiva ofrece la producción de piezas hechas de diferentes tipos de materiales, además de la geometría compleja que es difícil o imposible de producir utilizando los métodos tradicionales sustractivos. Este estudio se centra en la optimización de la fusión por lecho de polvo láser (L-PBF), una de las tecnologías más comunes utilizadas en la fabricación aditiva y la impresión 3D. Esta investigación se llevó a cabo modulando el grosor de la capa de construcción del polvo metálico depositado y la densidad de energía volumétrica de entrada. El objetivo de la estrategia propuesta es ahorrar tiempo de construcción maximizando el grosor de capa aplicado del polvo de nitinol mientras se recuperan las diferentes propiedades de las piezas de AM. El ahorro en el tiempo del proceso tiene un efecto directo en el costo total de la pieza producida como resultado de varios componentes como la energía eléctrica, el consumo de gas inerte y la mano de obra. Se seleccionó nitinol rico en níquel (52.39 Ni at.%) para la investigación en este estudio debido a sus extremadamente altas propiedades superplásticas y de memoria de forma, además de su amplia aplicación en diversas industrias como la aeroespacial, biomédica y automotriz. Los resultados obtenidos muestran que se puede encontrar un consumo significativo de energía y material al producir piezas de AM casi completamente densas con alteraciones limitadas o nulas en las propiedades químicas y mecánicas.