1. Descripción general del aluminio impreso en 3D
Utilizando el apilamiento capa por capa de polvos metálicos, incluidos aluminio silicio AISi12 y AISi10Mg, la impresión 3D de aluminio genera objetos tridimensionales. Esta técnica no sólo proporciona gran precisión y flexibilidad, sino que también hace posible la fabricación rápida de construcciones complejas. En uso de materiales, costos de fabricación y ciclos de entrega, el aluminio impreso en 3D muestra beneficios notables sobre las técnicas convencionales de fundición y forja.
Aún así, la impresión 3D de metal presenta ciertas dificultades. El aluminio, por ejemplo, tiene una elevada actividad química; a medida que se muele hasta convertirlo en polvo, su superficie aumenta y su actividad química también aumenta, lo que simplifica la quema y, por lo tanto, aumenta los problemas de seguridad durante el procesamiento. Otro desafío es la sinterización de aluminio, ya que tiene muy baja resistencia, malas cualidades mecánicas y es propenso a desarrollar recubrimientos densos y fuertes de óxido de aluminio en su superficie. Estos problemas restringen un poco las posibles aplicaciones del aluminio impreso en 3D.
2.La idea rectora y las características del anodizado.
La anodización es un proceso electroquímico mediante el cual un metal, como el aluminio, colocado como ánodo en una solución electrolítica designada, bajo la acción de una corriente externa, genera un depósito protector de óxido en su superficie. Además de aumentar la resistencia a la corrosión y al desgaste del metal, este depósito de óxido acentúa el impacto decorativo.
La película de óxido anódico posee algunas cualidades muy destacadas. En primer lugar, las películas duras pueden alcanzar de 400 a 600 HV en aleaciones de aluminio, mientras que los recubrimientos de óxido ordinarios oscilan entre 100 y 300 HV. En cuanto a la resistencia al desgaste y al rayado, esta gran dureza ofrece importantes ventajas a la película anodizada. En segundo lugar, las muy fuertes propiedades de adhesión y adsorción de la película de óxido anódico pueden unirse estrechamente con diferentes recubrimientos, adhesivos, colores, etc., ofreciendo así una buena capa inferior para el siguiente recubrimiento y teñido. Además, lo que permite que la película anodizada conserve un rendimiento constante en muchas condiciones hostiles es su buena resistencia a la corrosión, su aislamiento eléctrico y su alto aislamiento térmico.
Tratamiento de anodizado de aluminio impreso en 3.3D.
El tratamiento de anodizado se utiliza en la impresión 3D, particularmente para prototipos de aleación de aluminio producidos mediante fusión en lecho de polvo, fusión por haz de electrones u otro método de impresión 3D de metal. Esto es así porque el aluminio impreso en 3D es uno de los materiales para los que el anodizado es más apropiado, al igual que el aluminio y sus aleaciones.
El proceso de anodizado del aluminio impreso en 3D se asemeja al de los productos de aluminio convencionales. El primer tratamiento previo de nivelación, desengrase, grabado o pulido de la superficie del aluminio impreso en 3D es esencial para garantizar que la planitud y suavidad de su superficie satisfagan las necesidades. Después de eso, coloque el aluminio impreso en 3D procesado en un tanque de anodizado y haga funcionar corriente continua para el tratamiento de oxidación. Durante el proceso de oxidación, se desarrolla rápidamente una capa densa no porosa, es decir, una capa de barrera, en la superficie del aluminio, dando como resultado una capa porosa. La capa porosa, que comprende una estructura celular de columnas hexaédricas porosas, está formada por pequeños orificios en el centro de cada unidad que se extienden hasta la capa de barrera en la superficie de aluminio. El espesor de la capa porosa irá aumentando progresivamente a medida que avanza la oxidación hasta obtener el espesor adecuado.
Además de mejorar enormemente sus cualidades superficiales, el aluminio impreso en 3D tras un tratamiento de anodizado también mejora sus aspectos decorativos y prácticos. Para satisfacer diversos objetivos estéticos, por ejemplo, se pueden producir películas de óxido anódico de diversos tonos ajustando la composición y las condiciones de oxidación de la solución electrolítica. Además, la película anodizada puede ser la capa inferior de recubrimientos o capas, mejorando así la adhesión y durabilidad entre recubrimientos o capas y el metal base.
4.Uso y perspectivas del tratamiento de anodizado
Las posibilidades de aplicación del tratamiento de anodizado en aluminio impreso en 3D son algo amplias. En primer lugar, en la industria aeroespacial, el tratamiento de anodización del aluminio impreso en 3D puede aumentar la resistencia a la corrosión y al desgaste de sus piezas, prolongando así su vida útil y reduciendo los costos de mantenimiento. En segundo lugar, en el ámbito de la fabricación de automóviles, el tratamiento de anodizado puede proporcionar una apariencia hermosa y un rendimiento excepcional para piezas de vehículos de aluminio impresas en 3D, satisfaciendo así la doble necesidad de los consumidores de calidad y estética del automóvil. Además, el tratamiento de anodizado se emplea en la industria civil para producir varios productos de aluminio con necesidades funcionales específicas, incluidas capas de aislamiento eléctrico, capas dieléctricas de condensadores electrolíticos, etc.
Sin embargo, la técnica de anodizado también presenta ciertas dificultades y restricciones. Por ejemplo, diferentes elementos afectan el espesor y el rendimiento de la película de óxido anódico, incluida la composición del electrolito, el voltaje de oxidación, el tiempo de oxidación, etc. En aplicaciones reales, entonces, es imperativo maximizar y modificar según los requisitos particulares. Además, el tratamiento de anodizado requiere herramientas y operadores cualificados para garantizar la eficacia y seguridad del procedimiento de tratamiento.
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