- Procesado de nuevas aleaciones base Fe, Co o Ni para aplicaciones a alta temperatura y/o resistentes al desgaste y a la fatiga mecánica.
- Reparación con aleaciones de difícil soldabilidad y con alta susceptibilidad al agrietamiento.
La adición de material para fines de recargue y reparación es un procedimiento mediante el cual se añade un material fundido sobre una zona o superficie determinada de un material base o sustrato. En las aplicaciones de reparación el material de aporte suele ser similar al material base, mientras que en los procesos de recargue, se emplea un material diferente para dotar al sustrato de una mayor resistencia al desgaste y/o corrosión. En este último caso se busca la menor dilución del material de aporte con el material base con el objetivo de obtener una composición química diferenciada en el aporte.
En LORTEK se dispone de dos tecnologías para el recargue y reparación con aporte de material, una es el recargue láser o Laser Cladding (LC) y la otra en el recargue por arco eléctrico. El primero es un proceso de deposición de metal en el que se utiliza una fuente láser para generar un haz concentrado que funde el material, el cual es dosificado a través de un alimentador de polvo hacia la boquilla, y en el segundo caso un arco eléctrico controlado genera la energía necesaria para fundir el hilo de aporte. En ambos casos se logra la adición de material mediante el solape de cordones en una o varias capas sobre un sustrato plano o con geometría 3D, con una alta tasa de deposición (hasta 2.5 Kg/h para laser cladding, y hasta 4 Kg/h con arco eléctrico).
Estas tecnologías permiten la utilización de una amplia variedad de materiales comerciales en forma de polvo o hilo, de alta calidad, y de la mano de fabricantes de materia prima con los que LORTEK tiene alianzas, es posible obtener adecuadas propiedades mecánicas e incluso mejorar el comportamiento a desgaste y/o fatiga en un amplio rango de temperaturas de servicio y condiciones de operación complejas. Estos procesos permiten también la obtención de componentes multi-material o con composición gradual.
Una de las ventajas del láser cladding 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 aportes libre de defectos, con baja dilución y una baja afectación térmica del sustrato.
Por su parte, la tecnología de recargue por arco eléctrico es un proceso más económico debido al menor coste del material de aporte, de los equipos y la mayor tasa de deposición, aunque el nivel de dilución como las distorsiones y tensiones residuales son muy superiores a las que se consigue mediante láser cladding.
Con el recargue de material es posible extender la vida útil de componentes como troqueles, matrices y otras herramientas, y también se puede emplear para realizar reparaciones parciales en zonas localizadas de piezas de gran tamaño o de alto valor tanto durante su fabricación como durante operaciones de mantenimiento.
Dependiendo de la aplicación final es posible obtener propiedades mecánicas similares o mejoradas respecto a las del material base, todo ello con la adecuada selección del material de aporte, parámetros de proceso y ruta de fabricación. El conocimiento de LORTEK en materiales, caracterización avanzada, y proceso permite realizar un acompañamiento 360º para la implantación a nivel industrial de estos procesos, que combinados con las avanzadas técnicas de inspección no destructivas automáticas desarrolladas por LORTEK garantizan la calidad final del producto y del material aportado que brindan funcionalidades mejoradas en el componente.
Para el recargue láser, 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 y potencia 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 sistemas de visión, 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 dos tipos de boquillas: coaxial para 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, cabezal y boquillas y realizar simulaciones para evaluar accesibilidad, generar y optimizar trayectorias así como de tiempos de deposición.
En cuanto al equipamiento de recargue por arco eléctrico, LORTEK dispone del siguiente equipamiento:
Prolongar la vida de herramientas de estampación en frío.
Plaqueado láser con materiales resistentes al desgaste por abrasión.
CIE Legazpi.
Prolongar la vida de matrices de forja.
Plaqueado láser con materiales resistentes al desgaste y fatiga mecánica a elevada temperatura.
Alcorta y otros.
Automatización de proceso de reparación de piezas fundidas.
Desarrollo de instalación de soldadura al arco robotizada con soluciones para la soldadura automática.
AMPO S.COOP., SKM.
Reparación de piezas aeronáuticas de difícil soldabilidad.
Comparativa de procesos de aportación mediante láser y arco eléctrico, selección de metales de aporte.
ITP, EIPC.
Reparación de piezas de piezas fundidas para aplicaciones de ferrocarril.
Desarrollo de proceso de aporte por arco eléctrico.
CAF, ESTANDA.
Desafíos que hay que afrontar en los próximos años: