Componentes bajo fuego

Dos componentes de prueba fabricados en PA12, realizados mediante sinterizado selectivo por láser: a la izquierda, tras la irradiación con gránulos plásticos; a la derecha, sin tratamiento con láser. © Fraunhofer IPA/Foto: Mark Becker

Hasta ahora, se había confiado en valores de experiencia al tratar de irradiar las superficies de componentes fabricados por adición. Sin embargo, ahora el Fraunhofer IPA y Microstrahltechnik-Vertriebs GmbH han aclarado en un experimento científico qué medio de chorro, con qué parámetros de proceso, es el más adecuado para un material específico.

Cuando los componentes de plástico fabricados por adición salen recién de la impresora 3D, suelen parecer toscos e inacabados. Son ásperos, se pueden ver surcos de capa y, especialmente en el sinterizado láser, permanecen restos de polvo adheridos. Para limpiar los componentes y alisar las superficies, se utiliza la técnica de chorro, en particular la técnica de chorro de aire comprimido. En este proceso, un medio de chorro sólido, generalmente de base mineral, metálica o sintética, se acelera mediante aire comprimido y se dirige a la superficie del componente para tratarla. Qué medio de chorro es el más adecuado para qué material y con qué parámetros de proceso se obtienen los mejores resultados, hasta ahora dependía del conocimiento empírico de los usuarios.

Pero ahora, Mark Becker del Centro de Producción Aditiva (ZAP) del Instituto Fraunhofer para Tecnología de Producción y Automatización IPA, en estrecha colaboración con MST Microstrahltechnik-Vertriebs GmbH de Reutlingen, ha aclarado esta cuestión en un experimento científico. Para ello, los socios de investigación fabricaron primero muestras de componentes con los tres termoplásticos polilactida (PLA), poliamida (PA12) y polieteretercetona (PEEK), que son relevantes en diferentes segmentos de productos para la fabricación aditiva. Luego, las muestras de componentes fueron irradiadas de forma automatizada en el Fraunhofer IPA y manualmente en MST con rotura de vidrio, gránulos de plástico, bolas de cerámica o el mineral corindón.

El conocimiento sobre el tratamiento de chorro correcto vale su peso en oro

Antes y después del tratamiento de chorro, se midió la rugosidad de las muestras de componentes. Por ejemplo, se observó que los componentes de PLA presentan una mejora superficial significativa cuando se irradiaron con rotura de vidrio. Además, se pudo demostrar que el proceso de chorro automatizado produce superficies más uniformes y más suaves que el tratamiento manual.

El conocimiento sobre el tratamiento de chorro correcto vale su peso en oro. Porque, por un lado, los costos de material varían según el medio de chorro y, por otro lado, los componentes, dependiendo del método de impresión, requieren más o menos urgentemente un tratamiento de chorro. "Sobre todo con el plástico de alta temperatura PEEK, que es demandado en la tecnología médica, se paga caro el medio de chorro incorrecto", dice Becker. "El material es bastante caro y difícil de imprimir. Es especialmente molesto si, durante el tratamiento de chorro, accidentalmente se inutiliza el componente."