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Mejorando la fabricación aditiva de metales mediante el láser
Ingenieros de la Universidad de Wisconsin-Madison han logrado un avance significativo en la fabricación aditiva de metales, al mitigar tres defectos comunes simultáneamente. Este descubrimiento, liderado por el profesor asociado Lianyi Chen y su equipo, podría facilitar una adopción más amplia de la fusión por lecho de polvo láser, una técnica destacada en la impresión 3D.
El 16 de noviembre de 2024, se publicó en el International Journal of Machine Tools and Manufacture la investigación, que describe cómo el equipo identificó los mecanismos y optimizó las condiciones de procesamiento para abordar defectos como poros, superficies rugosas y salpicaduras grandes, que han limitado la fiabilidad de las piezas impresas en 3D.
Anteriormente, la investigación se había enfocado en reducir un solo tipo de defecto, lo que requería usar otras técnicas para mitigar los defectos restantes. Sin embargo, el equipo de la UW-Madison desarrolló un enfoque que permite mitigar todos los defectos de forma simultánea, además de producir piezas más rápido sin comprometer la calidad.
El avance se basa en reemplazar el tradicional láser con forma gaussiana por un láser con forma de anillo, proporcionado por la empresa nLight. Este láser innovador permitió reducir inestabilidades durante la impresión, mejorando la calidad y la velocidad de producción.
Utilizando imágenes de rayos X de alta velocidad en el Laboratorio Nacional Argonne, el equipo observó el comportamiento del material durante la impresión y, a partir de esos datos, identificó los mecanismos que mitigan los defectos. Este descubrimiento tiene el potencial de transformar la fabricación de piezas metálicas de alto rendimiento, especialmente en sectores donde la fiabilidad es crucial, como en la aeroespacial, médica y energética.
El trabajo innovador fue posible gracias a la colaboración entre investigadores de la UW-Madison y expertos del Laboratorio Nacional Argonne. La combinación de mitigación de defectos y aumento de la productividad establece un nuevo estándar para la fusión por lecho de polvo láser, mejorando la fiabilidad y eficiencia de la impresión 3D de metales.
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