Ya sea porque nos acompañan como parte de nuestra indumentaria, porque son fundamentales para el correcto funcionamiento de los transportes que utilizamos diariamente o porque los utilizamos en el hogar o el trabajo, los elementos hipeados de uso cotidiano, fabricados con diversas técnicas como la inyección de aglutinante, son más frecuentes de lo que imaginamos. En esta entrada podrás descubrir algunos de ellos, sus procesos de fabricación más habituales y los beneficios que les aporta el prensado isostático en caliente (HIP).
Piezas Moldeadas por Inyección de Metal (MIM)
La tecnología MIM permite producir series económicamente rentables de piezas metálicas, con total libertad de diseño tanto en geometría como en tamaño y, preservando las propiedades de resistencia y desgaste propias de los metales. El prensado isostático en caliente le confiere ventajas adicionales muy interesantes para diversos sectores.
Las piezas fabricadas por MIM son hipeadas en ocasiones para mejorar alguna propiedad en particular, como por ejemplo su respuesta al pulido, un aspecto del que se benefician componentes donde la estética o la ausencia de defectos externos es sumamente importante, tales como relojes o gafas, instrumental quirúrgico e incluso algunas piezas pequeñas de móviles y ordenadores.
HIP además mejora las propiedades mecánicas de las piezas fabricadas por MIM favoreciendo un 100% de densidad teórica, algo muy deseado en algunos componentes de las armas de fuego.
Añadir un tratamiento de HIP a las piezas fabricadas por MIM permite alcanzar nuevos mercados con mayores requerimientos mecánicos, reducir el número de piezas rechazadas y relajar los límites de las variables de proceso MIM mejorando sustancialmente los tiempos de proceso.
Piezas sinterizadas y hipeadas
Uno de los muchos usos combinados del sinterizado y el prensado isostático en caliente es la fabricación de herramientas de alta aleación. Las ventajas de utilizar HIP en este sector, son diversas:
- Posibilidad de obtener aleaciones mediante pulvimetalurgia.
- Mejora de las propiedades mecánicas de los materiales utilizados en herramientas, especialmente la dureza y la tenacidad gracias a la mejora de la adhesión entre la matriz y el disperso.
- Posibilidad de aplicar recubrimientos con buenas adhesiones a la base gracias a la técnica unión por difusión.
- …
Pero quizá la más interesante sea la que describe Struers en su web:
“[…] La distribución homogénea de carburos en el acero de herramientas de alta aleación se puede mejorar mediante un proceso metalúrgico de polvo y el posterior prensado isostático en caliente. El resultado es un acero homogéneo, sin segregación, especialmente indicado para geometrías de herramientas atípicas cuya fabricación mecánica resulta muy cara. […]”
Troqueles, cuchillas, punzones, brocas, herramientas para prensas de extrusión, dados de forja, insertos,… La lista de herramientas es muy larga y, por supuesto, los aceros utilizados y los tratamientos HIP varían sustancialmente según el uso de las mismas. En la web de Voestalpine Böhler Edelstahl encontramos una selección de aceros pulvimetalúrgicos hipeados (serie Microclean) con alta resistencia al desgaste, que nos orientan a usos concretos en la fabricación de estas herramientas.
Para conocer qué tratamientos HIP son los más adecuados, no deje de visitar nuestro Centro de Innovación HIP y de consultar a nuestros expertos en la materia.
Inyección de aglutinante (Binder Jetting)
La inyección de aglutinante más comúnmente conocida por su expresión inglesa Binder Jetting (BJ), es una técnica de gran proyección, que se ha posicionado como una de las alternativas más rentables para la producción en masa de piezas impresas 3D, tanto para uso cotidiano, como para aplicaciones más específicas y complejas. Algunas de sus ventajas, son:
- Las máquinas de inyección de aglutinante utilizan cabezales de impresión de inyección de tinta, como cualquier impresora doméstica, pudiendo producir piezas hasta 100 veces más rápido que los sistemas de fusión láser de lecho de polvo. Esta velocidad reduce los costes de estos sistemas de inyección de aglutinante haciéndoles competitivos frente a procesos tradicionales como la fundición y la forja.
- Como otras técnicas de fabricación aditiva, puede crear intrincadas geometrías, con increíble precisión y fácilmente personalizables. Sin embargo, a diferencia de otros métodos, la fabricación por lotes de la inyección de aglutinante permite producir múltiples versiones de una sola pieza en una sola impresión, reduciendo aún más los costes de las piezas.
- El método de fabricación de la inyección de aglutinante con capas de polvo suelto y ausencia total de una estructura soporte, ayuda a maximizar el espacio y la cantidad de piezas producidas por lote. Esto contribuye igualmente a la minoración de los costes.
- La inyección de aglutinante no necesita polvos especiales sino que puede utilizar polvos MIM de bajo coste, minimizando así los posibles problemas por desabastecimiento. Además, estos equipos pueden recuperar y reutilizar hasta el 99 por ciento del polvo suelto no utilizado, contribuyendo a un menor desperdicio y una mayor rentabilidad.
- Entre las características más importantes de esta técnica se encuentra el hecho de que las piezas resultantes son isótropas, es decir, que ofrece la misma respuesta a las acciones en cualquiera de sus puntos estructurales.
El uso combinado con HIP, será la solución para aquellos componentes que requieran excepcionales propiedades mecánicas y densidades totales, aspectos que no se consiguen con el post-proceso de sinterizado que se emplea para eliminar el aglutinante. No en vano, los altos niveles de presión (hasta 2.000 bar / 200Mpa) y temperatura (hasta 1.450 °C) en atmósfera inerte a los que somete HIP dichas piezas, consiguen el 100% de la densidad teórica del material, incrementando la vida a fatiga, la resiliencia o la ductilidad. Además, éstas y el resto de propiedades presentan menor variabilidad y mejor consistencia, confiriendo mayor fiabilidad a los componentes resultantes.
Gracias a HIP y las ventajas que este aporta, la tecnología de inyección de aglutinante se aplicará en la fabricación de piezas de uso cotidiano en un futuro no muy lejano.
Para más información, no dudes en ponerte en contacto con nosotros. Estaremos encantados de atenderte.
