Fabricación Aditiva 4.0: Laser Cladding

Después de destacar dos de las tres principales tecnologías en la fabricación aditiva metálica, ha llegado el momento de presentar la última técnica: Laser Cladding.

El Láser Cladding consiste en fundir, directamente, polvo metálico, previamente proyectado sobre la superficie de una base o sustrato. El polvo puede ser de origen cerámico o metálico, dependiendo de su utilidad final, esto es, de las características de la pieza sobre la cual se va a emplear.

Esta tecnología de fabricación aditiva, a la par de las mencionadas anteriormente, utiliza el metal como materia prima, fundiendo únicamente una pequeña capa del sustrato, y obteniendo deposiciones que conservan propiedades del metal. La dilución que se obtiene es mínima y por ello, el Láser Cladding se utiliza principalmente para mejorar las características de una pieza o para restaurarla.

Es una técnica que no se emplea sola, sino que actúa como complemento de otras tecnologías de fabricación, solucionando problemas de porosidad, distorsión térmica o dificultades en el procesado de zonas muy concretas de una determinada pieza o utensilio.

A parte de estas características positivas, permite también eliminar los errores de tratamiento superficial con aporte de material.

Hay tres áreas principales de aplicación industrial de esta tecnología:

• El refuerzo de los componentes, a través de la protección contra el desgaste de la pieza.
• La reparación de herramientas y matrices – a través de cambios momentáneos o estructurales, en un corto período de tiempo, el dibujo o los ajustes mecánicos de la pieza
• La fabricación aditiva y fabricación de estructuras 3D

Los principales sectores que están incorporando esta solución son la Aeronáutica, la Automatización y las Energías Renovables.

Laser Cladding y el BDIH

En el País Vasco, se dispone de gran conocimiento y experiencia en la aplicación de esta tecnología en procesos de fabricación.

En la Universidad del País Vasco, se dispone de un Sistema LMD para Fabricación Aditiva mediante Laser Cladding AKTINOS 500, un sistema de 5 ejes con un volumen de trabajo de 600x400x400mm y con capacidad de ejes rotativos A± 110°/C360°. Los servicios ofrecidos por el activo incluyen el diseño de boquillas de aporte, asesoramiento de puesta a punto de sistemas de aporte de material, diseño y dimensionamiento de equipos; el análisis comparativo del proceso LMD frente a otros procesos de FA; la caracterización de propiedades mecánicas, metalúrgicas, capacidades del proceso y requisitos; la fabricación aditiva de estructuras mediante LMD en diferentes aleaciones y geometrías; la formación a medida en la tecnología LMD, aplicaciones, equipos, programación, estrategias, manejo y gestión del polvo; y la mejora de propiedades tribológicas de componentes complejos mediante aporte láser para mejora de propiedades tribológicas (fricción, térmicas,…) mediante el aporte de materiales cerámicos.

Tekniker por su parte, dispone de una Celda robótica para construcción de componentes de gran tamaño por deposición de hilo concéntrico, lo cual permite una impresión metálica 3D de piezas de gran tamaño por Laser Cladding en hilo – la celda robótica trabaja con 6 grados de libertad, dispone de una mesa de giro y tilt adicional para la construcción de componentes de gran tamaño (hasta 1m³ en volumen aproximadamente) a altas tasas de deposición de hasta 6kg/h. Los servicios ofrecidos por el activo incluyen la construcción de geometrías 3D de gran tamaño; la demostración de construcción de componentes de gran tamaño por deposición de hilo concéntrico; el desarrollo, ensayado y validación de equipamiento y tecnología especial (cabezales, ópticas) para la deposición en entornos o geometrías especiales; la adaptación de maquinaria para la inclusión de cabezales de deposición en hilo por LMD; el desarrollo de los parámetros y estrategias de deposición para LMD en hilo de nuevas aleaciones metálicas; el posterior ensayado (metalografía, fatiga, caracterización mecánica, etc.); el desarrollo de sistemas de control en lazo cerrado para el control geométrico y térmico del material depositado y la formación práctica en todo el proceso (diseño, cálculo, análisis materiales, proceso, recubrimientos, NDT) de construcción de componentes de gran tamaño por deposición de hilo concéntrico.

Estas soluciones presentadas muestran cómo el nodo de fabricación aditiva del BDIH permite a las empresas vascas incorporar nuevos modelos, conceptos y técnicas en la forma de producir sus piezas y sus productos.

Si te interesa ahondar en lo que ofrece el nodo, sigue esta serie de artículos sobre Fabricación aditiva 4.0 donde te contamos en detalle cuáles son sus capacidades, activos y servicios de un modo práctico y cercano.

Ponte en contacto con el BDIH para averiguar cómo podemos acercar tu empresa a las soluciones que más te interesen.