Procesado
Nuevas aleaciones base Fe, Co o Ni para aplicaciones a alta temperatura y/o resistentes al desgaste y a la fatiga mecánica.
“With permission of TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH”
La tecnología de deposición de metal por láser o Laser Metal Deposition (LMD) es un proceso de deposición directa de energía en el que se utiliza una fuente láser para generar un haz concentrado que funde el material, el cual es dosificado a través de una boquilla, y que permite la fabricación aditiva capa a capa de piezas de geometría compleja, de mediano y gran tamaño, y con una alta tasa de deposición (hasta 2.5 Kg/h).
LORTEK ha apostado por la tecnología LMD-polvo, ya que existe una amplia variedad de materiales comerciales, nuevas aleaciones mejoradas, y además este proceso permite la fabricación de piezas multi-material o con composición gradual. Una de las ventajas del proceso LMD es que es posible controlar la densidad de energía aportada y el diámetro del haz láser, para controlar efectivamente el calor aportado por unidad de área y obtener piezas libre de defectos. Por otra parte, el LMD es un proceso bastante eficiente ya que el material aportado se funde en gran medida (eficiencia entre 70-90%) y se aporta sólo el material necesario en las zonas requeridas, lo cual minimiza el desperdicio del mismo y permite la obtención de piezas con geometría cercana a la final (near-net-shape).
Con LMD no sólo es posible fabricar piezas, también se ha usado para la reparación de piezas de alto valor, y para la adición de detalles o “features” en componentes fabricados mediante otros procesos. La combinación del LMD y el mecanizado CNC ha dado paso a nuevas posibilidades de fabricación en máquinas híbridas y celdas multiprocesos, en las que los procesos de fabricación aditiva y los procesos substractivos son convenientemente usados para la fabricación de componentes con excelente calidad superficial en diversos sectores, tales como turbomaquinaria, aeronáutica, automoción, eólico, oil and gas, entre otros.
El conocimiento de LORTEK en materiales, metalurgia, caracterización avanzada, y el proceso LMD permite realizar un acompañamiento 360º en estudios de viabilidad específicos para cada cliente y sector, soportado tanto financiera como tecnológicamente para la correcta implantación de ésta disruptiva tecnología de fabricación aditiva metálica.
Nuevas aleaciones base Fe, Co o Ni para aplicaciones a alta temperatura y/o resistentes al desgaste y a la fatiga mecánica.
Proceso para entender los fenómenos físicos relevantes.
Proceso a través de estrategias Smart que permitan la optimización del proceso de deposición en dos líneas de actuación: on-line y off-line.
Tecnología y digitalización del proceso, en línea con la filosofía de la Industria 4.0.
LORTEK dispone de tres fuentes láser de estado sólido: láser de disco de 6kW, láser Nd-YAG de 3kW y un láser de fibra de 1kW, y dispone de una fuente de semiconductores: láser de diodos de 3kW. Este amplio rango de longitudes de onda permite procesar un amplio rango de materiales y emplear el láser más adecuado para una aplicación particular. También se dispone de diferentes cabezales con óptica fija y con óptica flotante, los cuales permiten variar el spot láser durante el proceso, además de incorporar puertos para cámara o sensores on-axis para la monitorización del baño fundido o para medición de la temperatura. El haz laser es guiado al cabezal por fibras ópticas de diferentes diámetros. Para el aporte de polvo se dispone de alimentadores de polvo de dos tolvas calefactables y de diversos tipos de boquillas: coaxiales para polvo fino y polvo estándar, y boquillas three-jet con insertos de carburo para diferentes aplicaciones y grados de accesibilidad requeridos. Para la generación de trayectorias se dispone de diversos software CAM especializados para procesos de deposición directa, en los cuales es posible la virtualización de la cinemática y realizar simulaciones.
Dos estaciones de trabajo para LMD están disponibles, de acuerdo a los grados de libertad requeridos para la aplicación:
Fabricación de álabes para Nozzle Ring (sector Turbomáquinaria) mediante LMD.
Desarrollo del proceso LMD en acero inoxidable 316L y en aleación base níquel IN718 para la fabricación de álabes near-net-shape.
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Trabajo desarrollado en colaboración con el FhG ILT, ABB Turbo y AUTODESK en el marco del proyecto HyProCell.
Fabricación aditiva mediante LMD de vanos (Top Core Vane, TCV) en IN718.
Desarrollo del proceso LMD para la fabricación de paredes delgadas en múltiples capas.
Trabajo desarrollado en colaboración con ITP en el marco del proyecto MERLIN.
Fabricación de preformas near-net-shape mediante LMD
Modelado, simulación y desarrollo del proceso LMD en Inconel 718 y en acero inoxidable SS316L para la obtención de preformas en 2.5D de 150x75x50mm3 (espesores de pared de 5 mm) con precisión geométrica de ±0.5 mm
Trabajo desarrollado completamente en LORTEK
Desafíos que hay que afrontar en los próximos años: