¿Qué espesor de pared puede lograr un conducto de colector impreso en 3D?
1, mm es la pared fiable para un conducto de colector de acero inoxidable impreso, y se utilizan 2, mm donde el conducto se une a la brida o a otro conducto. El límite proviene del baño de fusión, no del modelo CAD: por debajo de 1, mm la pared se puede construir, pero no se puede construir de forma consistente.
¿Cuál es la pared más delgada que se imprime de forma fiable?
En acero inoxidable por fusión de lecho de polvo (PBF), una pared de 1, mm sobre una capa de 40 µm es una construcción estable. El baño de fusión se superpone lo suficiente para mantener la pared sólida, y la pieza conserva la rigidez suficiente para sobrevivir a la eliminación de soportes.
Por debajo de 1, mm la pared aún se puede imprimir, pero la ventana de proceso se estrecha. Una pared de ,8 mm es posible en un conducto corto y recto; ,6 mm es una tarea de desarrollo, no una especificación de producción.
La cifra es un mínimo, no un objetivo. Una pared de 1, mm deja poco margen para el granallado y el mecanizado; donde la superficie debe acabarse, 1,2–1,5 mm da al taller algo que cortar. La familia de procesos y su terminología siguen la norma ISO/ASTM 52900; las cifras de espesor provienen de parámetros PBF cualificados y de las reglas de diseño de paredes delgadas utilizadas para piezas de superaleación.
¿Dónde necesita una pared de 1, mm un engrosamiento local?
Tres lugares: la transición de la brida, la unión entre conductos y cualquier jefe que lleve una rosca.
En la brida, la pared se encuentra con una sección gruesa y el gradiente térmico se concentra allí. La pared se lleva a 2, mm durante 10–15 mm hacia atrás desde la cara, de modo que el corte de mecanizado incida sobre material sólido en lugar de sobre una cáscara de 1, mm.
En las uniones, dos paredes se encuentran y el baño de fusión ve el doble de masa. Una sección de 2, mm reduce el riesgo de falta de fusión y da al paso de mecanizado algo que sujetar.
Los jefes roscados son el tercer caso. Una rosca de 1,5×D en una pared de 1, mm no tiene material a su alrededor, por lo que el jefe se engrosa al menos a 2×D antes de fresar la rosca. El engrosamiento es local: el conducto permanece a 1, mm y solo cambia la transición, por lo que la penalización de peso sigue siendo pequeña.
¿Qué defectos aparecen por debajo del límite?
Tres defectos aparecen a medida que la pared se adelgaza: falta de fusión, distorsión y perforación.
La falta de fusión aparece como una línea de porosidad a lo largo de la pared. Proviene de un baño de fusión demasiado pequeño para el espaciado de las pistas, y no es visible desde el exterior; la pieza debe seccionarse o radiografiarse para encontrarla.
La distorsión aparece como una comba en la pared después de la eliminación de soportes. Una pared delgada tiene menos rigidez, por lo que la misma tensión residual la mueve más de lo que movería una sección de 2, mm.
La perforación es el caso extremo. Una pared más delgada de lo que el proceso puede cerrar puede contener huecos, y la pieza gotea en la primera prueba de presión, un defecto que ningún mecanizado puede recuperar. Los tres se verifican de manera diferente: la falta de fusión mediante seccionamiento, la distorsión mediante planitud, la perforación mediante prueba de presión.
¿Cuándo deja de ser adecuada una pared delgada?
El límite es estructural y basado en el proceso. Una pared de ,8 mm en un conducto corto y recto se puede imprimir como pieza única; no es una pared para especificar en un lote, porque la ventana de proceso es demasiado estrecha para mantenerse entre construcciones. Una pieza de desarrollo única puede ir por debajo de 1, mm con un plan de inspección acordado; una pieza de lote no.
También deja de ser adecuada cuando la pared debe mecanizarse, soldarse o roscarse. Cada una de esas operaciones elimina material o añade calor, y una pared de 1, mm no tiene margen para ninguna de las dos.
Por debajo de 1, mm, la conversación pasa a un proceso diferente —fabricación de chapa o un bolsillo mecanizado— en lugar de una impresión más delgada. La impresión 3D de acero inoxidable mantiene el rango de 1,–2, mm en una sola construcción; por debajo de eso, el proceso cambia.
Envíe la sección del conducto y el plano de la brida a Neway; verificaremos la pared con la ventana de construcción y marcaremos las secciones que necesitan engrosamiento local antes de cotizar.
