Examination of material manufactured by direct metal laser sintering (DMLS)

Examen del material fabricado mediante sinterizado directo de metales por láser (DMLS)

Este artículo trata de la evaluación de las propiedades microestructurales de componentes metálicos fabricados mediante tecnología aditiva DMLS. Se evaluaron dos series de muestras. La primera se fabricó sin tratamiento térmico. Las muestras de la segunda serie se trataron con calor para evaluar el aumento de la dureza y su influencia en la modificación de la microestructura. Posteriormente, se midieron los valores de dureza mediante el ensayo de dureza Vickers y se observó la modificación de la microestructura mediante microscopio óptico. Las evaluaciones se realizaron en tres planos para evaluar las diferencias en la estratificación del material durante su procesamiento. Las diferencias en los valores de dureza y los componentes microestructurales se descubrieron mediante el examen de los cambios en tres planos.

INTRODUCCIÓN

El Sinterizado Láser Directo de Metales (DMLS) fue desarrollado conjuntamente por Rapid Product Innovations (RPI) y EOS GmbH, a partir de 1994, como el primer método comercial de prototipado rápido para producir piezas metálicas en un solo proceso. Con el DMLS, el polvo metálico (de 20 micras de diámetro), sin aglutinante ni fundente, se funde completamente mediante el barrido de un rayo láser de alta potencia para construir la pieza con las propiedades del material original. [1] La eliminación del aglutinante polimérico evita los pasos de quemado e infiltración, y produce una pieza de acero con una densidad del 95 %, frente a la densidad aproximada del 70 % del sinterizado selectivo por láser (SLS). [2]

Una ventaja adicional del proceso DMLS en comparación con el SLS es una mayor resolución de los detalles debido al uso de capas más finas, que se consigue gracias a un menor diámetro del polvo. Esta capacidad permite formas de piezas más intrincadas. [3,4] Las opciones de materiales que se ofrecen actualmente incluyen acero aleado, acero inoxidable, acero para herramientas, aluminio, bronce, cromo-cobalto y titanio. Además de los prototipos funcionales, el DMLS se utiliza a menudo para producir herramientas rápidas, implantes médicos y piezas aeroespaciales para aplicaciones de alta temperatura. [5,6].

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Las muestras se fabricaron con la impresora 3D EOSINT M280 para la fabricación aditiva de productos metálicos directamente a partir de datos CAD.

Las piezas fabricadas en EOS MaragingSteel MS1 tienen una composición química correspondiente a la clasificación estadounidense 18 % Ni Maraging 300, europea 1.2709 y alemana X3NiCoMoTi 18-9-5. Este tipo de acero se caracteriza por tener muy buenas propiedades mecánicas, y por ser fácilmente tratable térmicamente mediante un sencillo proceso térmico de endurecimiento por envejecimiento para obtener una dureza y resistencia excelentes.