¿Cómo afecta el tratamiento térmico la calidad superficial de las piezas impresas en 3D?
Cómo Afecta el Tratamiento Térmico la Calidad Superficial de las Piezas Impresas en 3D
Descripción General de la Condición Superficial Tal Como Se Imprime
Las piezas metálicas impresas en 3D fabricadas mediante Fusión Selectiva por Láser (SLM), Fusión por Haz de Electrones (EBM) o Sinterizado Directo de Metal por Láser (DMLS) a menudo presentan superficies rugosas debido a partículas parcialmente fundidas, efectos de escalera y patrones de solidificación. Estas irregularidades suelen dar como resultado valores de rugosidad en bruto de Ra 8–12 µm, lo que puede afectar la vida a fatiga, la resistencia a la corrosión y las funciones dependientes de la superficie.
Impacto del Tratamiento Térmico en la Calidad Superficial
1. Sin Efecto de Alisado Directo
El tratamiento térmico mejora las propiedades internas del material (por ejemplo, alivio de tensiones, refinamiento del grano), pero no reduce directamente la rugosidad superficial. Procesos como el recocido o el envejecimiento no eliminan las partículas de polvo adheridas ni las crestas de fusión. Por lo tanto, la topografía superficial permanece en gran medida sin cambios después del tratamiento.
2. Oxidación y Decoloración
Durante el tratamiento térmico, especialmente cuando se realiza al aire o en atmósferas insuficientemente controladas, puede ocurrir oxidación en la superficie de la pieza. Para aleaciones como Ti-6Al-4V o Inconel 625, esto puede provocar decoloración superficial o la formación de escamas de óxido, lo que requiere un tratamiento superficial adicional posterior al proceso.
3. La Microestructura y la Dureza Afectan la Maquinabilidad
Aunque la rugosidad superficial permanece sin cambios, las características mecánicas de la capa superficial se alteran. Los materiales endurecidos como el Acero para Herramientas H13 o el Acero para Herramientas 1.2709 se vuelven más resistentes al desgaste y más adecuados para procesos de pulido y acabado fino después del revenido o envejecimiento.
4. Consideraciones sobre el Acabado Superficial Posterior al Tratamiento
Las aplicaciones sensibles a la superficie suelen requerir procesos posteriores al tratamiento térmico, tales como:
Mecanizado por EDM: para refinar superficies internas y de alta dureza.
Electropulido: para eliminar óxidos y alisar superficies de alta pureza.
Recubrimiento PVD: para restaurar o mejorar el rendimiento superficial estético y funcional.
Resumen de los Efectos en la Calidad Superficial
Aspecto | Efecto del Tratamiento Térmico |
|---|---|
Rugosidad superficial (Ra) | Sin reducción significativa |
Oxidación superficial | Posible decoloración si no está protegido en atmósfera inerte |
Maquinabilidad post-tratamiento | Mejorada debido a la homogeneización estructural |
Aptitud para acabado | Mejorada después del endurecimiento o alivio de tensiones |
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Tratamiento Térmico Para alivio de tensiones, endurecimiento y control de la microestructura.
Electropulido Para eliminar la oxidación inducida por el calor y reducir la Ra.
Tratamiento Superficial Incluyendo pulido, chorreado de arena y recubrimiento para cumplir con los requisitos específicos de aplicación en apariencia y calidad superficial.
