{"id":21786,"date":"2023-04-03T09:22:51","date_gmt":"2023-04-03T01:22:51","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=21786"},"modified":"2023-04-03T09:22:51","modified_gmt":"2023-04-03T01:22:51","slug":"3d-laser-printing-for-cemented-carbide","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/3d-laser-printing-for-cemented-carbide\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es la impresi\u00f3n l\u00e1ser 3D para productos de carburo cementado?"},"content":{"rendered":"
La impresi\u00f3n l\u00e1ser 3D incluye principalmente materiales polim\u00e9ricos org\u00e1nicos (pl\u00e1sticos, resinas, cauchos, etc.), materiales met\u00e1licos (aleaciones de alta temperatura a base de n\u00edquel, aleaciones de titanio, aleaciones de magnesio y aluminio, acero inoxidable, metales preciosos, etc.), materiales cer\u00e1micos. (comfusi\u00f3n de al\u00famina-zirconia), etc. Sin embargo, la investigaci\u00f3n e industrializaci\u00f3n de la impresi\u00f3n 3D para materiales de carburo cementado va a la zaga de otros materiales.<\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 es el carburo cementado?<\/h2>\n

Carbide is a composite material, usually made by sintering with methods such as powder metallurgy, including refractory metal carbides (carbides of titanium, molybdenum, tungsten, tantalum, niobium, etc.) and binding metals (nickel, molybdenum, tungsten, cobalt, etc.). Carbide has excellent mechanical properties, good wear resistance, oxidation resistance, and thermal stability. It is widely used in metal cutting and forming applications, abrasive slurry nozzles, mechanical seal rings and bearings, oil drilling, etc., and is known as the “teeth of industry.”<\/p>\n

M\u00e9todos tradicionales de fabricaci\u00f3n de carburo cementado.<\/h2>\n

El carburo generalmente se prepara mediante m\u00e9todos tradicionales como moldeo por inyecci\u00f3n, moldeo por extrusi\u00f3n, prensado con matriz, prensado en caliente, prensado isost\u00e1tico en caliente, sinterizaci\u00f3n por plasma por chispa, etc. Adem\u00e1s, se pueden utilizar m\u00e9todos de modificaci\u00f3n de superficies como pulverizaci\u00f3n por plasma, pulverizaci\u00f3n con llama de reacci\u00f3n, gas inerte de tungsteno ( TIG), fusi\u00f3n por arco y tratamiento de superficies con l\u00e1ser se han aplicado a la preparaci\u00f3n de recubrimientos y materiales de revestimiento de carburo.<\/p>\n

Las desventajas de los m\u00e9todos tradicionales de formaci\u00f3n de aleaciones duras.<\/h3>\n

Actualmente, la tecnolog\u00eda de preparaci\u00f3n de carburo todav\u00eda enfrenta algunos desaf\u00edos t\u00e9cnicos serios, que incluyen:<\/p>\n

La preparaci\u00f3n de productos de carburo depende completamente de los moldes, que tienen altos costos, ciclos largos y altos costos de procesamiento posterior (que a menudo representan m\u00e1s de 50% del costo), lo que afecta en gran medida el costo de fabricaci\u00f3n del carburo cementado.<\/p>\n

Muchos productos de carburo de formas complejas no se pueden preparar mediante m\u00e9todos convencionales y avanzados de pulvimetalurgia, como piezas huecas, orificios internos, ranuras internas, curvaturas de \u00e1ngulos peque\u00f1os y rompevirutas de herramientas de corte, que limitan gravemente el espacio de dise\u00f1o estructural de los productos de carburo.<\/p>\n

La tecnolog\u00eda tradicional de preparaci\u00f3n de carburo no puede lograr la preparaci\u00f3n de estructura compuesta funcional multifuncional\/variable y carburo cementado de estructura de gradiente, lo que obviamente obstaculiza la expansi\u00f3n del campo de aplicaci\u00f3n y el aprovechamiento de las ventajas del carburo.<\/p>\n

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El m\u00e9todo de fabricaci\u00f3n aditiva del carburo: sinterizaci\u00f3n por l\u00e1ser<\/h2>\n

La fabricaci\u00f3n aditiva (AM) es una tecnolog\u00eda disruptiva que puede acumular materiales capa por capa bas\u00e1ndose en archivos CAD dise\u00f1ados para formar piezas de formas complejas. La tecnolog\u00eda AM puede lograr f\u00e1cilmente la producci\u00f3n de piezas de formas complejas y se espera que reduzca el costo de producci\u00f3n del carburo. Por ello, la fabricaci\u00f3n aditiva de carburo se valora cada vez m\u00e1s.<\/p>\n

Los principales medios t\u00e9cnicos incluyen la fusi\u00f3n en lecho de polvo (PBF), como la fusi\u00f3n selectiva por l\u00e1ser (SLM) y la fabricaci\u00f3n aditiva por haz de electrones (EBM), y la deposici\u00f3n de energ\u00eda dirigida (DED), como la conformaci\u00f3n de redes con ingenier\u00eda l\u00e1ser (LENS) y el aditivo de arco de alambre. Manufactura (WAAM).<\/p>\n

Debido al alto punto de fusi\u00f3n del carburo, el uso de tecnolog\u00eda de fabricaci\u00f3n aditiva todav\u00eda plantea grandes desaf\u00edos. Actualmente, las tecnolog\u00edas de fabricaci\u00f3n aditiva que se han utilizado para el carburo incluyen principalmente: fusi\u00f3n selectiva por l\u00e1ser (SLM), sinterizaci\u00f3n selectiva por l\u00e1ser (SLS), conformaci\u00f3n de red con ingenier\u00eda l\u00e1ser (LENS), impresi\u00f3n 3D con Binder Jetting (3DP) e impresi\u00f3n 3D en gel ( 3DGP).<\/p>\n

Ventajas de la impresi\u00f3n l\u00e1ser 3D en AM<\/h3>\n

Additive manufacturing technology can successfully produce cemented carbide parts with good mechanical properties and near theoretical density, but there are also many problems. Cracks, pores, and surface roughness are inevitable quality defects in additive manufacturing of cemented carbide, and the unique microstructure formed by the repeated heating and cooling process of additive manufacturing also affects the part’s performance. Post-processing methods such as hot isostatic pressing and heat treatment will bring additional time and cost, hindering the development of additive manufacturing of cemented carbide.<\/p>\n

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Principales tipos de impresi\u00f3n l\u00e1ser 3D para carburo cementado.<\/h2>\n

Tecnolog\u00eda SLS y tecnolog\u00eda de formaci\u00f3n de LENS<\/h3>\n

La sinterizaci\u00f3n selectiva por l\u00e1ser (SLS) es una de las tecnolog\u00edas de creaci\u00f3n r\u00e1pida de prototipos (RP), que incluye la sinterizaci\u00f3n por l\u00e1ser indirecta (EMLS) y la sinterizaci\u00f3n por l\u00e1ser directa (DMLS). Puede fabricar directamente piezas tridimensionales (3D) de cualquier forma utilizando polvo met\u00e1lico y es adecuado para la fabricaci\u00f3n de lotes peque\u00f1os de carburos cementados. La tecnolog\u00eda de conformado SLS para carburos cementados a menudo requiere un procesamiento posterior, como la infiltraci\u00f3n de elementos, para mejorar el rendimiento integral. Agregar \u00f3xidos de tierras raras como sitios de nucleaci\u00f3n puede refinar el tama\u00f1o del grano y mejorar la densidad relativa y la microdureza de las piezas.<\/p>\n

Mientras que el aumento de la densidad de potencia del l\u00e1ser y la velocidad de alimentaci\u00f3n del polvo en la tecnolog\u00eda de conformado de LENS de aleaci\u00f3n dura puede dar como resultado una mayor altura de la muestra y una mejor calidad de conformado. Las aleaciones preparadas por LENS tienen propiedades mec\u00e1nicas inconsistentes en la direcci\u00f3n de la altura y exhiben una estructura en capas similar a SLM, y la direcci\u00f3n de construcci\u00f3n afecta la microestructura.<\/p>\n

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Tecnolog\u00eda de formaci\u00f3n de impresi\u00f3n l\u00e1ser 3D<\/h3>\n

La tecnolog\u00eda de conformado 3DP del carburo cementado opera a una temperatura m\u00e1s baja, evitando la evaporaci\u00f3n del elemento y dando como resultado una microestructura uniforme y una mejor resistencia al desgaste. Utilizando un metal aglutinante como n\u00edquel, molibdeno, tungsteno o cobalto, y su posterior infiltraci\u00f3n, se pueden obtener piezas comparables al carburo cementado tradicional. La tecnolog\u00eda de conformado 3DGP de carburo cementado generalmente no tiene grietas evidentes ni defectos por huecos, y tiene una microestructura distribuida uniformemente y excelentes propiedades mec\u00e1nicas.<\/p>\n

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Tecnolog\u00eda de fusi\u00f3n selectiva por l\u00e1ser (SLM)<\/h3>\n

La tecnolog\u00eda de fusi\u00f3n por l\u00e1ser selectiva utiliza l\u00e1seres de alta energ\u00eda para fundir completamente el polvo met\u00e1lico, que luego se solidifica r\u00e1pidamente mediante un enfriamiento r\u00e1pido para formar la forma deseada. En comparaci\u00f3n con la impresi\u00f3n SLM de materiales met\u00e1licos, la impresi\u00f3n SLM de carburos cementados es mucho m\u00e1s dif\u00edcil y el mecanismo de densificaci\u00f3n es m\u00e1s complejo. La raz\u00f3n principal de esto es que durante el proceso de impresi\u00f3n SLM, solo la fase aglutinante Co puede fundirse, mientras que la fase cer\u00e1mica WC tiene un punto de fusi\u00f3n muy alto (superior a 2700 \u2103) y no se funde durante el proceso de impresi\u00f3n, lo que dificulta seriamente El proceso de densificaci\u00f3n de carburos cementados.<\/p>\n

 <\/p>\n

La tecnolog\u00eda de impresi\u00f3n l\u00e1ser selectiva del carburo cementado es propensa a grietas y defectos por huecos, lo que se puede evitar aumentando adecuadamente el contenido de Co en la aleaci\u00f3n WC-Co para evitar la generaci\u00f3n de fases fr\u00e1giles y reducir la sensibilidad a las grietas. La microestructura de la aleaci\u00f3n se puede controlar mediante el proceso. En funci\u00f3n de estas caracter\u00edsticas, se pueden obtener diferentes microestructuras ajustando la densidad de energ\u00eda. Para el carburo, una alta densidad de energ\u00eda produce una microestructura fr\u00e1gil con peque\u00f1os granos de WC y un bajo contenido de Co, mientras que una baja densidad de energ\u00eda produce una microestructura resistente con grandes granos de WC y un alto contenido de Co. Controlar la microestructura a trav\u00e9s del proceso es un medio importante para la preparaci\u00f3n de piezas SLM, pero a\u00fan faltan m\u00e1s investigaciones.<\/p>\n

\"procedimiento<\/p>\n

El futuro de la fabricaci\u00f3n aditiva de carburos<\/h2>\n

Actualmente, la impresi\u00f3n l\u00e1ser selectiva tiene dificultades para producir piezas de carburo cementado con una densidad casi te\u00f3rica, y se necesita m\u00e1s investigaci\u00f3n para estudiar la relaci\u00f3n entre el proceso, la calidad de la pieza y la microestructura. En comparaci\u00f3n con SLM, 3DP y 3DGP pueden producir piezas con mejor rendimiento y microestructura m\u00e1s uniforme, pero con menor precisi\u00f3n dimensional y procesos m\u00e1s complejos, se debe considerar la mejora del proceso o el posprocesamiento correspondiente. Una de las principales aplicaciones de la fabricaci\u00f3n aditiva de carburos cementados es la producci\u00f3n de herramientas de corte y moldes. Por lo tanto, se debe estudiar m\u00e1s a fondo la durabilidad del corte, el comportamiento de fractura y el mecanismo de desgaste de las piezas correspondientes. Para ampliar la aplicabilidad de la fabricaci\u00f3n aditiva de piezas de carburo cementado, las investigaciones futuras deber\u00edan combinar procesos tradicionales como el prensado isost\u00e1tico en caliente para mejorar a\u00fan m\u00e1s el rendimiento general de las piezas y cumplir con los requisitos de la fabricaci\u00f3n de piezas complejas.<\/p><\/div>\n

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3D laser printing mainly includes organic polymer materials (plastics, resins, rubbers, etc.), metal materials (nickel-based high-temperature alloys, titanium alloys, magnesium-aluminum alloys, stainless steel, precious metals, etc.), ceramic materials (alumina-zirconia co-melt), etc. However, the research and industrialization of 3D printing for cemented carbide materials lag behind other materials. What is cemented carbide? Carbide is a composite…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":21791,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/\u56fe\u72474.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21786"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21786"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21786\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21791"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21786"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21786"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21786"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}