Resumen

Los perfiles aerodinámicos a base de superaleaciones (superalloys airfoils) son producidos a partir de colado a la cera perdida (investment casting), el cual utiliza los núcleos de cerámica y los patrones de cera con los moldes de revestimiento de cerámica. Los perfiles aerodinámicos a base de superaleaciones de núcleo hueco (hollow cored superalloy airfoils) en una turbina de gas son un ejemplo de partes complejas producidas por colado a la cera perdida.

Las complejas cavidades huecas internas en el perfil aerodinámico están diseñadas para conducir aire frío a través de uno o más corredores, los cuales han sido fabricados por un proceso a la cera perdida que requiere de varios pasos: preparación del núcleo, moldeo por inyección para el patrón de cera, y tratamiento por inmersión para los moldes de revestimiento de cerámica.

Estos pasos generan problemas, tales como el alto costo y la exactitud decreciente del molde de cerámica; por ejemplo, se requieren herramientas costosas y retrasos en la producción para generar los troqueles del molde para núcleos complejos y patrones de cera usados en el moldeo por inyección, lo que es un gran obstáculo para prototipos y corridas de producción más pequeñas. Por ello, resulta más ventajoso producir un molde que tenga la cavidad de colado y el núcleo cerámico para un proceso en lugar de usar núcleos, patrones y moldes de revestimiento por separado.

La estereolitografía cerámica (ceramic stereolithography, CerSLA) puede usarse para fabricar directamente el molde de colado de cerámica integralmente nucleado (integrally cored ceramic casting mold, ICCM). La CerSLA construye objetos “verdes” de cerámica a partir de archivos CAD desde muchas capas delgadas líquidas de polvo en monómero, las cuales son solidificadas por medio de polimerización con un láser UV.

Esta tesis se concentra en el ICCM, el núcleo de cerámica con un molde de revestimiento del mismo material en una construcción simple sin patrón, fabricado por medio de CerSLA. El CerSLA se considera un método alterno para reemplazar los procesos de a la cera perdida, para corridas de producción pequeña o para diseños muy complejos para núcleos y patrones convencionales. El principal tópico es el desarrollo de métodos para fabricar exitosamente un ICCM por medio de CerSLA a partir de sílica refractaria, así como otros temas relacionados. Estos temas son la segregación de polvos burdos fundidos de sílica en una capa, el grado del parámetro de segregación para prevenir ésta, así como la sinterización y la transformación de cristobalita en los compactos de sílica fundida.

• Materias:Procesos de manufactura Metales cerámicos Industrias manufactureras Fabricación industrial Cerámica
• Subjects:Manufacturing processes Ceramic metals Manufacturing industries Manufacturing Pottery
• Palabras claves:Industria cerámica, Materiales cerámicos, Modelado, Estereolitografía cerámica, Proceso rápido de prototipo, Fusión a la cera perdida, Sílice fundido, Procesamiento cerámico, Molde de colado de cerámica integralmente nucleado
• Keywords:Modelling, Ceramic stereolithography, Rapid prototyping process, Lost wax fusion, Fused silica, Ceramic processing, Integrally nucleated ceramic casting mould.