Dado el acelerado desarrollo tecnológico, la tecnología de impresión 3D en metal se ha convertido en una principal herramienta creativa en el sector aeroespacial. Este método no sólo aumenta en gran medida la precisión y eficiencia de la producción, sino que también promueve la investigación y aplicación de nuevos materiales de aleación. Dado que están mejorando drásticamente el diseño, la construcción y el mantenimiento de las aeronaves, estas nuevas aleaciones (con sus características únicas) están adquiriendo cada vez más importancia en la industria aeroespacial.
La impresión 3D de metal es una sofisticada técnica de fabricación aditiva en la que se producen objetos tridimensionales capa por capa recogiendo partículas o cables metálicos. Se utilizan menos materiales en la impresión 3D de metal que en los métodos de producción tradicionales como fundición, forja y corte; también ofrece ciclos de fabricación más rápidos y más libertad de diseño. Especialmente en la fabricación de elementos estructurales complejos, estas ventajas han llevado a una amplia aplicación de la impresión 3D en metal en la industria aeronáutica.
El desarrollo de nuevas aleaciones es uno de los impulsores clave del progreso científico en la impresión 3D de metales. Además de una resistencia excepcional, una alta tenacidad y una fuerte resistencia a la corrosión, estas nuevas aleaciones tienen cualidades livianas y un buen rendimiento a altas temperaturas. Desde elementos estructurales hasta componentes de motores y sistemas de protección térmica, estas características brindan a la nueva aleación considerables oportunidades de aplicación en el sector aeronáutico.
Utilizando la nueva aleación de alta temperatura GRX-810 reforzada con dispersión de óxido de cromo, cobalto y níquel (ODS), desarrollada en asociación entre la NASA y Elementum 3D, esta aleación muestra una excelente resistencia a la fluencia, solidez y resistencia a la oxidación a altas temperaturas. La fuerza y la resistencia a la oxidación de GRX-810 se han duplicado y su resistencia a la fluencia, en comparación con las aleaciones impresas de alta temperatura convencionales, se ha mejorado 1000 veces. Esto hace que GRX-810 sea un material adecuado para crear componentes de motor más delgados y más pequeños, mejorando así la economía de combustible, los costos de funcionamiento y la durabilidad. Además, GRX-810 es apto para fabricar componentes que funcionan a temperaturas de funcionamiento más altas, incluidas las boquillas de motores de cohetes.
Además de GRX-810, las nuevas aleaciones en la impresión 3D de metales también incluyen EOS Nickel Alloy IN738 y EOS Nickel Alloy K500. La alta resistencia, la resistencia al calor y la excelente resistencia a la corrosión hacen de IN738 una superaleación a base de níquel de alto rendimiento perfecta para fabricar álabes de turbinas y otros componentes energéticos de alto rendimiento, así como sistemas de turbomaquinaria que funcionan bajo una presión tremenda. EOS IN738 puede reducir considerablemente el deterioro en aplicaciones de alta presión y resistir más condiciones de temperatura que las superaleaciones convencionales. Por lo tanto, para el sector aeronáutico que crea componentes fiables y eficientes, el IN738 es la elección perfecta.
Desarrollado a pedido de una importante empresa de lanzamiento espacial, K500 combina las características de la aleación de níquel y la aleación de cobre para ofrecer una combinación equilibrada de resistencia y conductividad térmica modesta. Este material es bastante apropiado para procesamiento químico y aplicaciones marítimas como bombas y válvulas, así como para fabricar componentes de aplicaciones espaciales, incluidos propulsores y boquillas. En materiales de impresión 3D, el lanzamiento de K500 cierra la brecha entre resistencia mecánica y conductividad térmica, ofreciendo así más opciones al sector aeroespacial.
Además, los expertos del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) y el Laboratorio Nacional de Tecnología Energética (NETL) han diseñado e impreso en 3D de forma eficaz la aleación más ligera y libre de grietas hasta la fecha. Esta aleación, que consta de siete elementos con alto contenido de niobio, tiene una estructura de aleación complicada. Al menos un 48% más de punto de fusión que las superaleaciones de níquel y cobalto anteriores, puede soportar altas temperaturas superiores a 1315 grados sin fundirse. Además de mejorar la calidad de la fabricación aditiva de las palas de las turbinas, este innovador avance ayuda a reducir el peso de los aviones y las turbinas de gas y mejora el rendimiento general.
Los fabricantes de aviones encuentran un gran uso para las aleaciones recientemente desarrolladas creadas en la impresión 3D de metal. Se pueden desarrollar nuevas aleaciones, por ejemplo, para construir componentes críticos del motor, como juntas de aislamiento de alta temperatura, álabes de turbina y cámaras de combustión, a partir de las cuales la nueva aleación es la opción ideal ya que su resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión y resistencia al desgaste lo permiten. para soportar ambientes químicos y grandes cargas de calor. Además, la nueva aleación permite la producción de piezas importantes, incluidas secciones estructurales y sistemas de protección térmica, mejorando así la seguridad general y el rendimiento de las aeronaves.
Las nuevas aleaciones en la impresión 3D de metales no sólo hacen avanzar la tecnología aeronáutica sino que también ofrecen oportunidades imaginativas para muchos otros campos. Se pueden generar nuevas aleaciones para el sector energético, por ejemplo, para construir piezas de turbinas de gas y componentes estructurales más robustos y eficientes para reactores nucleares. La industria médica encuentra uso para nuevas aleaciones en la fabricación de equipos e implantes más precisos y fiables. Estas aplicaciones no solo amplían el espectro de posibilidades de la tecnología de impresión 3D en metal, sino que también respaldan la modernización industrial en sectores aliados y el avance tecnológico en los campos pertinentes.
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