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Sep 01, 2023

Comparación del acabado de la superficie y el poste

Comparte este artículo No es fácil producir piezas que contengan canales de refrigeración internos utilizando métodos de fabricación tradicionales, lo que hace que la impresión 3D sea una opción atractiva para lograr resultados fáciles y precisos.

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No es fácil producir piezas que contengan canales de refrigeración internos utilizando métodos de fabricación tradicionales, lo que hace que la impresión 3D sea una opción atractiva para una integración fácil y precisa de estos canales, algo muy útil cuando se trata de componentes hidráulicos, fabricación de herramientas y matrices, y aplicaciones aeroespaciales. Los canales de enfriamiento internos ayudan a disminuir la deformación y los tiempos generales de enfriamiento, y también pueden ayudar a lograr una mayor calidad para los componentes moldeados por inyección. La impresión 3D hace que el proceso sea menos largo y costoso, y puede lograr excelentes resultados de acabado.

Junto con los departamentos de ingeniería química y mecánica del Politecnico di Milano en Italia, investigadores del proveedor de acabado de superficies Rösler Italiana Srl completaron un estudio integral centrado en tecnologías de posprocesamiento automatizado, como el alisado de superficies y la eliminación de polvo residual, para componentes con estos conductos de enfriamiento internos. . En el estudio, el equipo analizó tres métodos diferentes de tratamiento de superficies: acabado en masa convencional, granallado y acabado en masa con soporte químico.

Para realizar su estudio, el equipo utilizó una máquina de posprocesamiento M3 de la marca AM Solutions del Grupo Rösler, que se especializa en el posprocesamiento de componentes impresos en 3D. AM Solutions ofrece una gama de equipos relacionados que realizan tareas como eliminación de polvo residual y estructuras de soporte, desembalaje, limpieza y alisado de superficies, pulido de alto brillo y preparación de superficies para recubrir componentes impresos en 3D.

El M3 es una solución de posprocesamiento totalmente automatizada y ofrece un acabado consistente de componentes impresos en 3D, sin requerir ningún trabajo manual. La máquina ofrece:

El desarrollo posterior del sistema de posprocesamiento M3 de AM Solutions permite el posprocesamiento económico y automatizado de componentes impresos en 3D, no solo externamente sino también en la superficie de pasajes internos de difícil acceso. Hasta la fecha, esto sólo se podía lograr mediante operaciones de acabado manuales que requerían mucho tiempo.

"La dosificación precisa del medio de molienda y de la mezcla con un sistema de dosificación especial y la función "Start" del equipo también están completamente automatizadas", se indica en un comunicado de prensa de Rösler sobre el M3. "Dependiendo de los requisitos de acabado de la superficie, se pueden ejecutar varios procesos de esmerilado y pulido en secuencia".

La fusión selectiva por láser (SLM) es el método de impresión 3D que se utiliza con mayor frecuencia para fabricar componentes de herramientas, ya que produce piezas que tienen grandes formas y son "extremadamente densas", según el comunicado de prensa. Sin embargo, las piezas tienen una gran rugosidad superficial y es necesario eliminar el polvo residual de los canales, lo que puede “afectar negativamente la funcionalidad de las piezas de trabajo, lo que resulta en tasas de flujo reducidas debido a la alta fricción, turbulencias y pérdida de presión en el sistema y partículas sueltas que pueden dañar otros equipos”.

Impresión 3D SLM

El acabado en masa es un método de tratamiento de superficies que se puede utilizar para ayudar a lograr una mejor calidad de la superficie al alisar las áreas superficiales internas y externas de los componentes. Durante este proceso, las piezas se sumergen en un recipiente que se llena con "medios de procesamiento especiales" y luego se agregan compuestos específicos. Las vibraciones hacen que todo se mueva en espiral dentro del recipiente, y el “frotamiento” del medio contra los componentes provoca un efecto de alisado y pulido, lo que da como resultado una mejor calidad de la superficie.

Teniendo en cuenta la estructura de la superficie de los pasajes internos y la alta rugosidad superficial inicial de los componentes 3D, las pruebas mostraron claramente que el método de acabado en masa con soporte químico produjo los mejores resultados de acabado.

En el estudio, piezas impresas en 3D con diferentes formas y pasajes internos fueron tratadas con acabado en masa convencional, granallado y acabado en masa con soporte químico. Las piezas tenían pasajes internos con diferentes diámetros de 3, 5, 7,5 y 10 mm y, curiosamente, cada uno de los tres sistemas de tratamiento de superficies logró resultados similares, lo que demuestra que la calidad de la superficie se puede mejorar con cualquiera de ellos. Los dos primeros métodos indicados fueron consistentes en la eliminación de los picos de rugosidad, pero el acabado en masa con soporte químico ofreció los mejores resultados.

"Los tres métodos de tratamiento mejoraron las lecturas de rugosidad de la superficie en las áreas del canal interno", afirma el comunicado de prensa.

Las piezas de trabajo que se completaron con acabado en masa soportado químicamente tuvieron la superficie más lisa y los valores de rugosidad superficial más bajos (Ra de 0,7 µm), mostraron el típico acabado químicamente acelerado, requirieron el menor tiempo de ciclo y “mostraron que los valores de rugosidad finales eran más o menos idénticos en los pasajes internos verticales y horizontales”.

Con los tres métodos de procesamiento, los valores de rugosidad superficial obtenidos en pasajes internos verticales y horizontales fueron casi idénticos.

Otra cosa que demostró el estudio es que el acabado en masa, sin afectar la geometría de los canales, puede crear un efecto de alisado en los pasajes de la superficie interna. Las zonas tratadas no presentaban restos de pólvora suelta ni salpicaduras de pólvora.

Las pruebas se realizaron con diferentes geometrías que contenían pasajes internos con diámetros de 3, 5, 7,5 y 10 mm.

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(Fotos: Rösler)

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