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En un artículo reciente publicado en la revista Additive Manufacturing Letters, los investigadores analizan la utilidad de las salpicaduras de acero inoxidable grabadas químicamente para prolongar la vida útil del polvo en la fabricación aditiva.
Investigación: Prolongación de la vida útil del polvo en la fabricación aditiva: Grabado químico de salpicaduras de acero inoxidable. Crédito de la imagen: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
Las partículas salpicadas de fusión de lecho de polvo láser de metal (LPBF) se producen por gotas fundidas expulsadas del baño de metal fundido o partículas de polvo calentadas hasta cerca o por encima del punto de fusión a medida que pasan a través del rayo láser.
A pesar del uso de un entorno inerte, la alta reactividad del metal cerca de su temperatura de fusión promueve la oxidación. Aunque las partículas salpicadas expulsadas durante el LPBF se funden al menos brevemente en la superficie, es probable que se produzca la difusión de elementos volátiles a la superficie, y estos elementos con alta afinidad por el oxígeno producen capas gruesas de óxido.
Dado que la presión parcial de oxígeno en LPBF suele ser mayor que en la atomización de gas, aumenta la posibilidad de unión con el oxígeno.
Se sabe que las salpicaduras de acero inoxidable y aleaciones a base de níquel se oxidan rápidamente, formando islas de hasta varios metros de espesor. Además, los aceros inoxidables y las aleaciones a base de níquel, como los que producen salpicaduras de óxido tipo isla, son materiales mecanizados más comúnmente en LPBF, y la aplicación de este método a salpicaduras de metal LPBF más típicas para demostrar que la renovación química es fundamental para pulverizar de la manera habitual.
(a) Imagen SEM de partículas de salpicaduras de acero inoxidable, (b) método experimental de grabado químico térmico, (c) tratamiento LPBF de partículas de salpicaduras desoxidadas. Crédito de la imagen: Murray, J. W., et al., Additive Manufacturing Letters
En este estudio, los autores emplearon una nueva técnica de grabado químico para eliminar óxidos de la superficie de polvos de salpicadura de acero inoxidable oxidados. La disolución del metal alrededor y debajo de las islas de óxido en el polvo se utiliza como mecanismo principal para la eliminación de óxido, lo que permite una eliminación de óxido más agresiva. Los polvos de salpicadura, de grabado y vírgenes se tamizaron al mismo rango de tamaño de polvo para el procesamiento LPBF.
El equipo demostró cómo eliminar óxidos de partículas de salpicaduras de acero inoxidable, especialmente aquellas que se aislaron mediante técnicas químicas para formar islas de óxido ricas en Si y Mn en la superficie del polvo. Se recolectaron 316 L de salpicaduras del lecho de polvo de impresiones LPBF y se grabaron químicamente por inmersión. Después de tamizar todas las partículas al mismo rango de tamaño, LPBF las procesa en una sola pasada con salpicaduras grabadas optimizadas y acero inoxidable virgen.
Los investigadores analizaron la temperatura, así como dos reactivos de grabado de acero inoxidable diferentes. Después de analizar el mismo rango de tamaño, se crearon pistas individuales LPBF utilizando polvos vírgenes similares, polvos de salpicadura y polvos de salpicadura grabados de manera eficiente.
Trazas individuales de LPBF generadas a partir de salpicaduras, salpicaduras de grabado y polvo prístino. La imagen de alto aumento muestra que la capa de óxido predominante en la pista pulverizada se elimina en la pista pulverizada grabada. El polvo original mostró que aún había algunos óxidos presentes. Crédito de la imagen: Murray, J. W., et al., Additive Manufacturing Letters.
La cobertura del área de óxido en el polvo salpicado de acero inoxidable 316L disminuyó en un factor de 10, del 7% al 0,7% después de que el reactivo de Ralph se calentó a 65 °C en un baño de agua durante 1 hora. Al mapear el área grande, los datos EDX mostraron una reducción en los niveles de oxígeno del 13,5% al ​​4,5%.
Las salpicaduras grabadas tienen una capa de escoria de óxido más baja en la superficie de la pista en comparación con las salpicaduras. Además, el grabado químico del polvo aumenta la asimilación del polvo en la pista. El grabado químico tiene el potencial de mejorar la reutilización y la durabilidad de las salpicaduras o los polvos de uso masivo hechos de polvos de acero inoxidable ampliamente utilizados y resistentes a la corrosión.
En todo el rango de tamaño de tamiz de 45 a 63 µm, las partículas aglomeradas restantes en los polvos salpicados grabados y no grabados explican por qué los volúmenes traza de los polvos grabados y salpicados son similares, mientras que los volúmenes de los polvos originales son aproximadamente un 50 % más grandes. Se observó que los polvos aglomerados o formadores de satélites afectan la densidad aparente y, por lo tanto, el volumen.
Las salpicaduras grabadas tienen una capa de escoria de óxido más baja en la superficie de la pista en comparación con las salpicaduras. Cuando los óxidos se eliminan químicamente, los polvos semiligados y desnudos demuestran evidencia de una mejor unión de los óxidos reducidos, lo que se atribuye a una mejor mojabilidad.
Esquema que muestra los beneficios del tratamiento LPBF al eliminar químicamente los óxidos del polvo salpicado en sistemas de acero inoxidable. Se logra una excelente humectabilidad mediante la eliminación de óxidos. Crédito de la imagen: Murray, J. W., et al., Additive Manufacturing Letters.
En resumen, este estudio utilizó un procedimiento de grabado químico para regenerar químicamente polvos de salpicaduras de acero inoxidable altamente oxidados mediante inmersión en el reactivo de Ralph, una solución de cloruro férrico y cloruro cúprico en ácido clorhídrico. Se observó que la inmersión en la solución de grabador Ralph calentada durante 1 hora resultó en una reducción de 10 veces en la cobertura del área de óxido en el polvo salpicado.
Los autores creen que el grabado químico tiene el potencial de mejorarse y usarse a mayor escala para renovar múltiples partículas de salpicaduras reutilizadas o polvos LPBF, aumentando así el valor de los costosos materiales a base de polvo.
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. et al. Prolongación de la vida útil del polvo en la fabricación aditiva: grabado químico de salpicaduras de acero inoxidable. Additive Manufacturing Letters 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
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Surbhi Jain es una escritora técnica independiente radicada en Delhi, India. Tiene un doctorado. Recibió un doctorado en Física de la Universidad de Delhi y participó en una serie de actividades científicas, culturales y deportivas. Su formación académica es en investigación en ciencia de materiales, especializándose en el desarrollo de dispositivos ópticos y sensores. Tiene una amplia experiencia en redacción de contenido, edición, análisis de datos experimentales y gestión de proyectos, y ha publicado 7 artículos de investigación en revistas indexadas en Scopus y presentado 2 patentes indias basadas en su trabajo de investigación. Apasionada por la lectura, la escritura, la investigación y la tecnología, le gusta cocinar, actuar, la jardinería y los deportes.
Jainismo, Subi. (24 de mayo de 2022). Nuevo método de grabado químico elimina los óxidos del polvo de salpicadura de acero inoxidable oxidado. AZOM. Recuperado el 21 de julio de 2022 de https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
Jainismo, Subi. “Nuevo método de grabado químico para eliminar óxidos del polvo de salpicaduras de acero inoxidable oxidado”. AZOM. 21 de julio de 2022.
Jainismo, Subi. “Nuevo método de grabado químico para eliminar óxidos del polvo de salpicaduras de acero inoxidable oxidado”. AZOM. https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143. (Consultado el 21 de julio de 2022).
Jainismo, Subi.2022. Nuevo método de grabado químico para eliminar óxidos del polvo de acero inoxidable oxidado. AZoM, consultado el 21 de julio de 2022, https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143.
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