FABRICACIÓN ADITIVA METÁLICA 68 residuales. En la figura 3 se observa un fallo por rotura entre capas donde la unión entre los soportes y la pieza no ha sido capaz de aguantar las tensiones residuales generadas durante el proceso. - Contracción de la geometría: Las piezas fabricadas por L-PBF padecen una contracción principalmente por dos motivos: la solidificación del material fundido y el gradiente térmico durante el enfriamiento. Una forma de mitigar este problema y lograr piezas con dimensiones requeridas es sobredimensionar la pieza por un factor. Pero, esta contracción, además de causar que la pieza final pueda no ajustarse a las tolerancias exigidas puede acarrear otros problemas; como pueden ser deformaciones sobre todo en esquinas con elevado voladizo o en el caso de transiciones de secciones muy bruscas. Debido a estos defectos presentes en las piezas fabricadas mediante la tecnología L-PBF y a las altas exigencias exigidas por industrias cómo la aeronáutica, deben someterse a exhaustivos controles de calidad, que en algunos casos cómo la porosidad, puede que no sean detectables. La monitorización nace como una alternativa a dichos controles de calidad, ya que gracias a una correcta monitorización in-process se pueden llegar a detectar gran parte de los defectos generados en la pieza. MONITORIZACIÓN EN MÁQUINAS DE FABRICACIÓN ADITIVA POR L-PBF La monitorización se basa en la captación de las señales provenientes del proceso de fabricación, como podrían ser las propias emisiones del baño fundido, las trayectorias del escaneo, la vibración que sufre el elemento encargado de arrastrar el polvo… Los sensores o dispositivos que se emplean para captar las señales mencionadas anteriormente varían en función del objetivo y del tipo de defecto a monitorizar. Además, algunos parámetros intrínsecos del proceso de L-PBF dificultan la colocación y adquisición de datos de este proceso. A continuación, se resumen algunos puntos a tener en cuenta durante la monitorización del proceso L-PBF: - Se trata de un proceso láser. Si el sensor se introduce en la cámara de trabajo debe de aguantar hasta 70-100 °C y, si se quiere realizar una monitorización externa sin contacto, debe de tenerse en cuenta que el cristal de visión a la cámara de trabajo anula algunas longitudes de onda para que, por seguridad, los reflejos del láser no dañen los ojos de la persona que se encuentra mirando la fabricación. - Se trabaja en atmósfera inerte y, en algunas máquinas, se realiza el vacío para mejorar la inertización. Si el sensor se introduce dentro de la cámara, además de aguantar la presión de vacío (1.000 mbar), se debe de garantizar que por la salida de los cables no surjan pérdidas de vacío o entre oxígeno durante el proceso. Figura 3. Fallo generado a causa de la contracción de material por tensiones residuales las cuales los soportes diseñados no han sido capaces de aguantar. Figura 4: Monitorización coaxial con el haz láser integrada en las máquinas de L-PBF de Renishaw, distintos modelos de la RenAM500.
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