¿Qué espesor de pared aguanta un revestimiento de quemador?
Una pared de 1,8 mm es el espesor de trabajo de este revestimiento de quemador fino, y 1,5 mm es el mínimo local en los marcos de ventana y las nervaduras de rigidez. No se ha usado una pared de 1,0 mm aquí, porque la deformación y la eliminación de polvo se vuelven más difíciles por debajo de 1,5 mm.
¿Qué espesor de pared aguanta un revestimiento de quemador?
1,5 mm es el suelo práctico para un revestimiento GH3536 construido en una cámara de construcción de 250 mm; la aleación es el grado níquel-cromo-hierro-molibdeno listado en ASTM B435. A ese espesor, una capa de 40 µm y un láser de 285 W aún producen una pared continua, pero la ventana de proceso se estrecha. Cada voladizo necesita soporte y la trayectoria de escaneo debe evitar tramos largos sin soporte.
La pared fina nominal es de 1,8 mm. Eso son 0,3 mm por encima del suelo y deja sitio para la banda de ±0,9 mm aplicada en la inspección final. El espesor extra no es cosmético; mantiene la pared dentro de la banda tras el tratamiento de solución y el prensado isostático en caliente.
La eliminación de polvo fija un segundo suelo. Una pared de 1,5 mm con taladros de refrigeración de 0,6 mm se vacía a 0,2 MPa. Pero una pared de 1,0 mm atrapa el polvo en los mismos pasos, y la comprobación endoscópica deja de ser fiable.
El espesor de pared se mide en la pieza acabada, no en el lecho de polvo. Un escaneo de luz azul compara las superficies exterior e interior con el CAD, y una comprobación de los bordes de apertura confirma que la pared no se ha adelgazado durante el mecanizado.
Las paredes finas también se mueven durante el mecanizado. Dejamos 1,0 mm en las caras de brida y 0,4 mm en los taladros, y amordazamos el revestimiento a 0,5 MPa como máximo con mordazas blandas y relleno de yeso. Una sujeción más fuerte deforma una pared de 1,8 mm antes de que la fresa la alcance.
¿Dónde necesita una pared de 1,8 mm un engrosamiento local?
Un revestimiento de quemador se engrosa en los caminos de carga, no en todas partes. La brida inferior, los tres marcos de ventana y los jefes de tornillo van a 3 mm, porque cada uno lleva una unión atornillada o un asiento de ventana de cuarzo.
Los marcos de ventana reciben además un asiento de 3 mm alrededor de cada apertura. El asiento da material que cortar a la pasada de mecanizado y evita que el marco se deforme al terminar la apertura.
Los tirantes son un engrosamiento temporal. Tres barras de 3 mm puentean las aperturas durante la impresión y el tratamiento de solución, y luego se cortan. No forman parte de la pared entregada.
El metal añadido tiene un coste. Cada asiento engrosado es un escaneo más lento y una pieza más pesada, por eso el diseño solo mantiene 3 mm donde lo necesita un tornillo, una ventana o un corte de mecanizado.
¿Cuándo deja de ser segura una pared impresa fina?
Por debajo de 1,5 mm la respuesta es no para un revestimiento de quemador de esta geometría. La pared pierde rigidez más rápido de lo que pierde peso, la deformación tras el tratamiento de solución supera el límite de apertura de 0,3 mm, y la eliminación de polvo deja de ser verificable.
Un límite de presión también queda fuera de alcance. El revestimiento no lleva junta, así que la pared se dimensiona por manipulación y deformación térmica, no por tensión circunferencial. Un recipiente a presión del mismo espesor necesitaría otro diseño y otra prueba.
La chapa es la alternativa por debajo de 1,0 mm aproximadamente. Una envuelta conformada de 0,8 mm se puede fabricar, pero necesita marcos de ventana soldados, y las soldaduras devuelven la deformación que la pared impresa evita.
El mismo límite vale para cualquier aleación. Una pared fina que se imprime en GH3536 a 1,5 mm no se imprimirá necesariamente a 1,5 mm en un grado sensible a fisuras. Las reglas de diseño para piezas de superaleación de pared delgada cubren esa diferencia.
La inspección sigue la misma lógica. La pared se comprueba en el escaneo de luz azul, los bordes de apertura en la MMC, la rosca M4 con un calibre pasa/no pasa. Una pared de 1,8 mm no recibe su propio escaneo por ultrasonidos, porque el revestimiento no tiene ningún detalle interno que lo exija.
Envíe el espesor de pared, la disposición de las ventanas y la temperatura del gas. Confirmaremos el engrosamiento local y la ruta de eliminación de polvo, y cotizaremos el revestimiento impreso a través de nuestro servicio de impresión 3D de superaleaciones.
