FABRICACIÓN ADITIVA METÁLICA 68 Markus Benjamin Wilms, investigador del Fraunhofer ILT: “Con nuestro método, el endurecimiento se produce realmente durante la impresión en 3D. En principio, eso elimina la necesidad de la mayoría, o incluso de todo el tratamiento térmico posterior”. Sin requerir horno de endurecimiento Se eligió el proceso LMD porque puede ser controlado con mucha precisión. Esto permitió a los científicos ajustar la temperatura con gran precisión, permitién- doles realizar un tratamiento térmico durante el propio proceso de impresión 3D. En la fabricación convencio- nal, los materiales de este tipo terminan en un horno para el proceso de tratamiento térmico final (con el fin de ajustar las propiedades mecánicas finales de los materiales). El material normalmente permanece en el horno durante varias horas a alta temperatura para permitir que se endurezca gradualmente. “No tene- mos ese tiempo disponible”, dice Markus Benjamin Wilms, investigador del Fraunhofer ILT. “Con nuestro método, este proceso de endurecimiento ocurre real- mente durante el paso de impresión 3D. Eso elimina la necesidad de la mayoría, o incluso de todos los pro- cesos de tratamiento térmico posteriores”. El equipo lo hace aprovechando el calentamiento cíclico, con capas depositadas calentadas por la deposición de capas posteriores. El tratamiento térmico en un horno sigue siendo necesario en los casos en los que la formación de precipitados en las aleaciones procede demasiado lentamente. LMD no sólo es adecuado para los compuestos de acero Por lo tanto, los límites del método LMD residen en el material seleccionado. “Obviamente, hay que uti- lizar un material que reaccione a estos cortos ciclos de tiempo y temperatura; no es algo que se pueda aplicar simplemente a cualquier material endureci- ble”, dice Weisheit. “Pero LMD no se limita sólo a los compuestos basados en hierro. Los experimentos han demostrado que también funciona con aleaciones de aluminio”. En otras palabras, el principio del tra- tamiento térmico intrínseco mediante la deposición de material por láser también puede aplicarse a otros sistemas de aleación. Necesidad de colaboración en el desarrollo de materiales Entonces, ¿qué condiciones debe cumplir un mate- rial compuesto para que sea apto para la deposición de material por láser? Hay dos requisitos clave, dice Weisheit: tiene que ser una aleación imprimible, y la precipitación tiene que ocurrir relativamente rápido. “Este es un trabajo para los desarrolladores de mate- riales”, dice Wilms. “En otros métodos de impresión 3D basados en láser, el usuario tendría que ajustar la com- posición de la aleación porque el proceso de control de temperatura funciona de forma un poco diferente”. Pausas deliberadas para el enfriamiento Este proyecto en particular utilizó una aleación modelo de hierro, níquel y titanio desarrollada en el Instituto Max-Planck. Durante la impresión en 3D de las estruc- turas de hierro, níquel y titanio, los investigadores detuvieron brevemente el proceso después de la depo- Dr. Andreas Weisheit, gerente del grupo de Desarrollo de Materiales para la Fabricación Aditiva en Fraunhofer ILT: “Optamos por una aleación de hierro de endurecimiento por precipitación que, con una composición diferente, también se conoce como acero maraging. Reacciona a picos de temperatura relativamente cortos formando precipitados”. Al igual que todos los procesos de fabricación aditiva, LMD construye piezas en capas, siendo una buena opción para fabricar materiales compuestos consistentes en una gama de capas delgadas