Estreno: Concept Laser presenta la pieza fabricada de manera generativa más grande hasta ahora

Tabla 1: Valores comparativos de gran formato versus medio formato

Tabla 1: Valores comparativos para un sistema de formato grande vs. medio

La pieza más grande fabricada mediante fabricación aditiva: una carcasa de engranaje de aluminio (dimensiones: x: 474 mm; y: 367 mm; z: 480 mm – excluyendo la altura de la plataforma de construcción) se construye a partir de polvo a tasas de > 50 cm³/h. (Foto: Concept Laser GmbH)

Dr. Florian Bechmann, Director de Desarrollo en Concept Laser: «La separación entre la cámara de proceso y el área de manejo, típica de Concept Laser, es relevante desde los aspectos de seguridad y calidad. Esto también es una característica fundamental de la X line 1000R.» (Foto: Concept Laser GmbH)

Dr. Florian Bechmann, Jefe de Desarrollo en Concept Laser: «La separación entre la cámara de proceso y el área de manejo, que es típica de Concept Laser, es relevante desde los aspectos de seguridad y calidad. Esto también es una característica fundamental de la X line 1000R.» (Foto: Concept Laser GmbH)

Gran instalación X línea 1000R para el procesamiento de materiales reactivos en un sistema cerrado con transporte automático de polvo y separación coherente de la cámara de proceso y el área de manipulación (Foto: Concept Laser GmbH) / La X línea 1000R - sistema grande para el procesamiento de materiales reactivos dentro de un sistema cerrado con transporte automático de polvo y separación constante de la cámara de proceso y el área de manejo (Foto: Concept Laser GmbH)

Los enfoques de fabricación aditiva o generativa están revolucionando actualmente el pensamiento de los ingenieros de desarrollo y despiertan nuevas expectativas. Así, las piezas 3D en formato XXL están en tendencia. La gran instalación X line 1000R, desarrollada junto con el Instituto Fraunhofer para Tecnología Láser (ILT) en Aquisgrán, resulta ser un paso de desarrollo importante hacia nuevas dimensiones en la impresión 3D industrial con metales. La pieza central de la instalación es una óptica desarrollada por el ILT con un láser de 1.000 vatios. El salto desde la clase de 400 vatios a esta nueva dimensión representa un salto cuántico en cuanto a tamaños posibles de piezas y tasas de construcción. Tras una fase de desarrollo beta exitosa, Concept Laser presenta ahora la X line 1000R como modelo de serie con el mayor volumen de construcción disponible en el mercado (630 x 400 x 500 mm).

La X line 1000R fue diseñada para la fabricación sin herramientas de grandes componentes funcionales y prototipos técnicos con propiedades de material idénticas a las de producción en serie. La pieza central de la X line 1000R consiste en un láser de alto rendimiento en el rango de kilovatios, que permite un aumento significativo en la productividad en comparación con las instalaciones de fusión láser habituales en el mercado.

La velocidad de construcción aumenta notablemente

La X line 1000R está dirigida principalmente a la industria automotriz, así como a la aeroespacial y la aeroespacial. La instalación demuestra ser compatible con diversos materiales: mientras que en la industria automotriz se utilizan principalmente componentes de aluminio para la construcción ligera, en la aeroespacial se enfocan en materiales de alto rendimiento como el titanio. Las velocidades de construcción posibles son altamente deseables para ambas industrias desde un punto de vista de costos: mientras que la velocidad de una instalación media suele estar entre 10-15 cm³/h, la X line 1000R alcanza hasta 65 cm³/h (lo que supone un aumento de hasta el 650%). Asegurada mediante módulos de gestión de calidad patentados, como QMcoating o QMmeltpool de Concept Laser, la calidad de las piezas se mantiene intacta a pesar de un proceso altamente dinámico.

Finalización de la fase de desarrollo beta

Mientras que tras la presentación del prototipo en Euromold 2012 el enfoque estuvo en el desarrollo de tecnología de máquina y control a medida, en 2013 los desarrolladores de Concept Laser se centraron más en el proceso de construcción propiamente dicho y en la calificación de materiales. El Dr. Florian Bechmann, jefe de desarrollo en Concept Laser, comenta: “La optimización de los parámetros del proceso y una calificación intensiva de materiales fueron prioridades en la fase beta para llevar la X line 1000R a la producción en serie”. Esto incluyó una temperatura equilibrada en el espacio de construcción para evitar deformaciones en piezas “sobredimensionadas”. La longitud máxima de las piezas que ofrece Concept Laser es de 740 mm.

Se presenta la pieza más grande - las primeras referencias muestran las posibilidades constructivas

Las dimensiones de la pieza de transmisión de aluminio son considerables: 474 x 367 x 480 mm (sin tener en cuenta la altura de la placa de construcción). Es la pieza metálica más grande fabricada hasta ahora mediante el proceso de fusión láser en lecho de polvo. “En el caso de una construcción híbrida, se pueden crear geometrías que superan las dimensiones del espacio de construcción ‘puro’ y alcanzar alturas de hasta 540 mm”, explica el Dr. Florian Bechmann. La X line 1000R como modelo de serie permite un aumento significativo en las tasas de construcción, mejora en la calidad superficial, alta reproducibilidad y fiabilidad de la instalación mediante un control de proceso adecuado, así como la calificación de una amplia gama de materiales en polvo para diversas aplicaciones.

Nuevas aplicaciones surgen en las mentes de la industria automotriz

Actualmente, en la clase XXL, los aleaciones de aluminio (AL) son muy populares entre los usuarios de la industria automotriz. Este material es atractivo para los departamentos de desarrollo en el contexto de la construcción ligera en automoción. El objetivo es, entre otros, reemplazar en las primeras fases de desarrollo aplicaciones costosas de fundición en arena y en presión. Además, el proceso LaserCUSING ofrece la posibilidad de crear estructuras ligeras con alta rigidez, que permiten geometrías optimizadas en peso, casi sin restricciones constructivas.

Aerospacial como motor de desarrollo

Se vislumbra una mayor demanda en el horizonte para aplicaciones en titanio y aleaciones de níquel. Estas clases de materiales son especialmente interesantes para los requisitos extremos en aeroespacial. La X line 1000R cuenta, por tanto, con un sistema cerrado para la conducción segura de procesos y polvos, conforme a las estrictas directrices ATEX. “Desde un punto de vista de seguridad y calidad, es relevante la separación entre la sala de construcción y la de manejo, que es típica de Concept Laser. Esto también es una característica esencial en la X line 1000R”, comenta el Dr. Florian Bechmann. Nuevas aplicaciones están surgiendo actualmente en las mentes de los ingenieros de desarrollo. Además de componentes para la técnica de accionamiento, se están desarrollando prototipos para la exploración espacial y piezas de turbinas para centrales eléctricas o la fabricación de aviones. Curiosamente, el LaserCUSING también puede utilizarse para reparar turbinas: así, una paleta de turbina desgastada puede repararse mediante fusión láser. La pieza de la turbina que aún está en buen estado puede reincorporarse a un nuevo ciclo de vida de forma rápida y económica.