Idonial ha finalizado con éxito el proyecto “Caracterización de materiales y protocolo de caracterización integral para Fabricación Aditiva” tras dos años de investigación.

Dentro tecnologías de fabricación aditiva, el proceso de fusión láser en cama de polvo (PBF-LB) presenta una serie de factores clave a la hora de desarrollar nuevas aleaciones cuyo uso se destine a esta técnica de fabricación. Por citar algunos de los factores de mayor impacto desde el punto de vista metalúrgico; la producción de polvo metálico realizada en atmósfera inerte, un proceso de fabricación en condiciones de atmósfera igualmente controladas y las altas velocidades de enfriamiento (103-106 K/s) de la zona de fusión generada por las sucesivas pasadas del láser. Todos estos factores se han tenido en cuenta y explotado con éxito para producir acero ferrito/martensítico de activación reducida (RAFM) de alta resistencia y ductilidad para tecnologías PBF-LB.

En una primera etapa del proyecto, que se ha enmarcado dentro del Programa Asturias, se ha realizado una selección preliminar de parámetros. Los parámetros optimizados dieron lugar a una densidad del 99,97% medida sobre probetas cúbicas experimentales. Una vez obtenido estos parámetros, se produjeron y ensayaron una serie de probetas de tracción después de aplicarles un tratamiento térmico de normalizado y posterior revenido. Los resultados muestran un aumento del límite elástico del 3%, un aumento del 7% en la resistencia a la tracción y un aumento del 43% en el alargamiento total frente a los valores de referencia para EUROFER 97. El afino de la microestructura en las muestras de obtenidas por PBF-LB, incluso después del tratamiento térmico, además a una composición ligeramente modificada, podría explicar algunos de los incrementos observados en las propiedades mecánicas.

Los valores requeridos para este tipo de aceros en los ensayos de impacto Charpy son de 250 J/cm2 cuando dichos ensayos se realizan a 20 ºC. Las probetas charpy fabricadas y tratadas térmicamente  arrojaron un resultado medio de 185 J/cm2 tras aplicarles el factor de corrección para probeta sub-size descrito por Konopík et al. [1].

La última etapa de fabricación ha supuesto el diseño e impresión de un demostrador de una placa de refrigeración que cuenta con un complejo sistema de canales internos para la circulación del líquido refrigerante. Estos canales fabricados al tiempo que la propia placa suponen una ventaja debido a la exigencias que presentan componentes como estos destinados a sistemas de generación de energía por fusión. Las condiciones de uso que estos deben soportar obligan a no presentar en superficie ninguna unión soldada expuesta al bombardeo neutrónico.

Paralelamente, durante el proyecto se han desarrollado e implementado varias técnicas de caracterización con el fin de evaluar el polvo atomizado mediante microscopía electrónica y caracterizar los diferentes factores que contribuyen a la generación de defectos dentro del material impreso. La influencia del área fundida por capa o las transiciones geométricas son algunos de los parámetros cuyos efectos sobre la defectología han sido estudiados.
El desarrollo de esta aleación RAFM para PBF-LB ha sido posible gracias a la experiencia previa de Idonial Centro Tecnológico en el desarrollo a escala de laboratorio (mediante procedimientos de moldeo, laminación y tratamiento térmico) del acero ferrito-martensítico Asturfer® con características similares al EUROFER 97 (desarrollado en el marco del proyecto Consolider Tecno_Fus Ingenio 2010).

Mas información: www.idonial.com