Impresión 3D con metal y láser: fabricación aditiva para aplicaciones industriales
¿Qué es la impresión 3D con metal y láser?
La impresión 3D con metal y láser es una de las tecnologías más importantes de la fabricación aditiva. El proceso abre nuevas posibilidades para la producción industrial de componentes complejos. Especialmente para grandes estructuras, reparaciones o producción híbrida, la construcción aditiva ofrece ventajas decisivas sobre los procesos de fabricación convencionales.
Una tecnología clave en este ámbito es el revestimiento por láser, también conocido internacionalmente como laser cladding, deposición de energía dirigida (DED) o deposición de metal por láser (LMD). En este proceso, el material de relleno metálico -en forma de alambre o polvo- se introduce en un baño fundido generado por el láser y forma una nueva capa de material tras la solidificación.
En el campo de la deposición por energía dirigida, también se distingue la forma en que se introduce el material. Esto se denomina:
- DED-Wire (DED-W) - fabricación aditiva basada en alambre
- DED-Powder (DED-P): fabricación aditiva basada en polvo
A diferencia de los procesos aditivos basados en lecho de polvo, la impresión 3D metálica con láser es especialmente adecuada para componentes de gran tamaño, altas tasas de construcción y procesos híbridos que implican fabricación aditiva y procesamiento mecánico.
¿Cómo funciona la impresión 3D metálica con láser?
En la fabricación aditiva con láser, se introduce continuamente material adicional (normalmente alambre o polvo) en un baño de fusión láser. El rayo láser focalizado funde el material localmente, haciendo que el material aditivo se adhiera metalúrgicamente al material base.
Al aplicar repetidamente el material, se crea paso a paso una estructura tridimensional.
El proceso permite un alto grado de flexibilidad en la producción de componentes metálicos y se utiliza para aplicaciones como
- Producción de prototipos
- Reparación y refabricación
- Producción de estructuras metálicas complejas
- Producción híbrida con mecanizado CNC (fabricación híbrida)
Encontrará más información sobre el proceso subyacente en nuestra página sobre deposición de metal por láser.
Vídeo: Descubra la impresión 3D con metal y láser
¿Por qué la deposición de metal por láser con alambre es especialmente adecuada para la impresión 3D?
En la fabricación aditiva por hilo, el hilo metálico se introduce continuamente en el baño de fusión del láser. Este proceso se caracteriza por un nivel especialmente alto de eficiencia del material, ya que el alambre está completamente incorporado al proceso.
Los procesos aditivos con alambre permiten un aprovechamiento del material de casi el 100 %. Las ventajas más importantes son
- altas tasas de acumulación
- alta eficiencia del material
- manipulación sencilla del material
- bajas pérdidas de material
- formación estable de capas
Esto hace que la deposición de metal por láser basada en alambre sea especialmente adecuada para la producción de estructuras metálicas de mayor tamaño o para aplicaciones con alta deposición de material.
¿Cómo garantiza un alimentador de alambre coaxial la estabilidad de los procesos de fabricación aditiva?
La alimentación precisa y reproducible del material es crucial para la estabilidad de los procesos de fabricación aditiva.
Con el CoaxPrinter , Precitec ofrece un cabezal de procesamiento para la soldadura por deposición láser basada en alambre en el que el alambre se alimenta de forma coaxial al rayo láser. Esto permite que el hilo se alimente uniformemente en el baño de soldadura independientemente de la dirección del movimiento del proceso.
La alimentación coaxial del hilo permite una formación de capas estable y una deposición uniforme del material, incluso con trayectorias complejas. Como resultado, se pueden producir estructuras de componentes de alta calidad y capas prácticamente sin poros con una gran estabilidad de proceso.
¿En qué sectores se utiliza la impresión láser 3D?
La fabricación aditiva con láser se utiliza hoy en día en numerosas industrias. Esta tecnología ofrece grandes ventajas, sobre todo cuando se necesitan componentes metálicos complejos o mejorar funcionalmente componentes ya existentes.
Los ámbitos de aplicación típicos son
- Aeroespacial
- Energía y tecnología de turbinas
- Industria del automóvil
- Ingeniería mecánica
Otra aplicación importante es la ampliación funcional de componentes existentes, en la que se construyen específicamente estructuras adicionales sobre un cuerpo base.
La fabricación aditiva con láser permite así nuevas libertades de diseño, reduce el consumo de material y abre nuevas posibilidades para los procesos híbridos de producción y reparación.