El pasado mes, un motor cohete experimental falló de forma violenta durante una prueba estática de banco. La tobera, fabricada en Inconel 718 mediante fusión por lecho de polvo (PBF-LB), se fracturó en múltiples fragmentos. El equipo de ingeniería inició un análisis forense digital utilizando GOM Inspect para escanear los restos y reconstruir la geometría original. El objetivo era determinar si el fallo fue causado por fatiga térmica cíclica o por un defecto de fusión en las capas internas del componente.
![[Reconstrucción 3D de tobera Inconel fracturada con mapa térmico y líneas de fallo por fatiga cíclica]](https://foro3d.com/2026/mayo/imagenes/fatiga-termica-en-toberas-inconel-forense-3d-de-un-fallo-catastrofico.webp)
Reconstrucción volumétrica y simulación CFD térmica en ANSYS Fluent 🔥
El pipeline comenzó con el escaneo óptico de alta resolución de los fragmentos de la tobera. GOM Inspect permitió alinear las piezas y generar una malla de superficie que se exportó a nTopology. Allí se realizó una reconstrucción volumétrica para rellenar las zonas faltantes y crear un modelo sólido completo. Este modelo se importó en ANSYS Fluent para una simulación CFD térmica acoplada. Se aplicaron condiciones de contorno representativas del ensayo: flujo de gases a 3200 K y presión de cámara de 70 bar. Los resultados mostraron un gradiente térmico extremo en la garganta de la tobera, con temperaturas superficiales superiores a 1400 K. El análisis de tensiones reveló que las zonas de mayor estrés coincidían con las líneas de fractura observadas en los restos.
Lecciones sobre falta de fusión y fatiga en capas impresas ⚙️
El estudio microscópico de las superficies de fractura, correlacionado con los mapas de tensión de ANSYS, identificó regiones con porosidad excesiva. Estas zonas presentaban una falta de fusión entre capas adyacentes, actuando como concentradores de tensión. La fatiga térmica cíclica durante los segundos previos al fallo propagó grietas desde estos defectos hasta la rotura catastrófica. Este caso demuestra que, en aplicaciones de alto rendimiento, la simulación de fatiga de materiales debe integrar datos reales de escaneo 3D para capturar defectos de fabricación que los modelos ideales omiten.
Que técnicas específicas de simulación multifísica permitieron correlacionar los patrones de agrietamiento observados en el análisis forense 3D de la tobera Inconel con los ciclos de fatiga térmica durante la falla catastrófica del motor cohete?
(PD: La fatiga de materiales es como la tuya después de 10 horas de simulación.)