Sandvik presenta un nuevo carburo cementado que se puede imprimir en 3D en piezas que duran "hasta 20 veces más"

La multinacional sueca de ingeniería Sandvik ha anunciado el desarrollo de un nuevo metal duro imprimible en 3D.

El material, que anteriormente solo se usaba en la fabricación a través de otras tecnologías, presenta una estructura de matriz de carburo de tungsteno y cobalto excepcionalmente resistente, que le otorga la durabilidad necesaria para producir piezas con propiedades adecuadas para aplicaciones exigentes.

Usando un proceso desarrollado internamente, Sandvik dice que ahora ha creado un nuevo polvo de carburo cementado, que se puede imprimir en 3D más rápidamente en objetos que duran "hasta 20 veces más" que los producidos a partir de otros aceros o aleaciones.

"Nuestros polvos están optimizados para imprimir componentes que se ven geniales, funcionan bien y son aptos para su uso en aplicaciones reales, entornos exigentes y producción en serie", explica Anders Ohlsson, gerente principal de productos en Sandvik Additive Manufacturing. "También vale la pena mencionar que la capacidad de imprimir carburo cementado en 3D acelera drásticamente nuestro tiempo de comercialización. La creación de prototipos solía llevar de 6 a 12 meses, y ahora nuestro tiempo de entrega hasta la fecha es cuestión de semanas".

"Sandvik ha desarrollado tanto un polvo como un proceso que son únicos".

Cartera de impresión 3D de Sandvik

Si bien las operaciones de Sandvik cubren las industrias de corte de metales, fabricación digital, minería y construcción, sus operaciones de impresión 3D generalmente se enfocan en el desarrollo de polvos, así como en sus servicios de consultoría y fabricación.

En el frente de los materiales, la firma ha pasado más de quince años estableciendo una amplia cartera de aleaciones de impresión 3D Osprey. Producidos internamente en una de las torres de atomización de gas de Sandvik, estos polvos se pueden personalizar para adaptarse a cualquier técnica de impresión, con partículas que varían de 5 a 500 micrones de tamaño. Disponible en lotes de 1 a 6000 kilos, la gama de metales Osprey de la compañía ahora se extiende desde aceros hasta superaleaciones a base de níquel, lo que les permite abordar una variedad de aplicaciones.

Una forma en que los materiales se han aplicado recientemente es como parte del programa de socios Binder Jet Beta de GE Additive. Luego de una asociación estratégica acordada a fines de 2020, Sandvik ha utilizado sus polvos Osprey para suministrar el régimen de prueba de la impresora 3D H2 Binder Jet de GE Additive, a cambio de poder usar la máquina para fines de producción.

Desde que adquirió una participación en BEAMIT un año antes, la empresa también ha buscado ampliar los límites de sus capacidades de fabricación aditiva. Al trabajar con su subsidiaria parcial, por ejemplo, Sandvik ahora ha desarrollado la capacidad de imprimir piezas de acero inoxidable superdúplex en 3D y, más recientemente, comenzó a probar la impresión 3D en las minas de Boliden, como un medio para mejorar el rendimiento de los equipos de perforación. partes.

Presentamos un nuevo carburo cementado

Gracias a su estructura compuesta única, en la que una fase resistente al desgaste está unida por un aglutinante de metal dúctil, los carburos cementados tienen la resistencia necesaria para producir piezas con aplicaciones de corte de metal, agricultura, alimentos y petróleo y gas.

Dicho esto, debido a su dureza innata, los carburos cementados pueden ser difíciles de mecanizar, especialmente en componentes con geometrías complejas. Habiendo trabajado con tales materiales desde 1932, Sandvik ha utilizado su experiencia para desarrollar un medio para superar esto, en forma de un nuevo polvo con "propiedades superiores de resistencia al desgaste".

Desarrollado a través de un "proceso patentado" no revelado, se dice que este polvo permite la producción de las mismas piezas ultrarresistentes que antes, al tiempo que aprovecha la reducción del desperdicio y la mayor libertad de diseño que conlleva la impresión 3D.

"Al implementar la fabricación aditiva en su negocio, básicamente elimina todas las restricciones de diseño anteriores, lo que le permite concentrarse en diseñar componentes en función de las necesidades y requisitos operativos, sin tener que adaptarse a una forma o forma específica", agrega Ohlsson. "El carburo cementado es uno de los materiales más duros, si no el más duro, disponible en forma impresa en 3D en la actualidad".

Para demostrar las posibles aplicaciones de su nuevo polvo, Sandvik lo imprimió en 3D en una punta de trefilado como parte de un proyecto reciente de I+D. Según la firma, esta pieza presentaba canales de refrigeración en espiral de circuito cerrado, lo que le permitía lograr un enfriamiento eficiente mientras mantenía el alambre seco, algo que sería "imposible de lograr sin la fabricación aditiva".

En el futuro, Sandvik cree que la "durabilidad extrema" del material ahora lo hará muy adecuado para las necesidades de las "industrias que buscan optimizar la eficiencia de la producción", particularmente aquellas que "operan en entornos desafiantes".

"Gracias a nuestra larga experiencia en tecnología de materiales junto con nuestra experiencia a lo largo de la cadena de valor aditiva, podemos innovar a una velocidad que pocos pueden", concluye Mikael Schuisky, PhD, Gerente de Unidad de Negocios en Sandvik Additive Manufacturing. "Esto nos coloca en una posición única para impulsar el cambio hacia la industrialización de la impresión 3D y demostrar que la fabricación sostenible no solo es posible, ya está sucediendo".

"La impresión 3D en carburo cementado es el siguiente paso natural para nosotros después de haber perfeccionado estos materiales durante décadas".

Avances en materiales de alta resistencia

Aunque el avance del carburo cementado de Sandvik es sin duda impresionante, está lejos de ser el primero en comenzar a investigar el potencial de impresión 3D del material. De hecho, ya en 2019, el material de carburo cementado Vibenite 480 de VBN Components ganó el premio a la innovación en fabricación aditiva de MM Maschinenmarkt.

En otros lugares, también se han desarrollado otras "superaleaciones", específicamente con la fabricación aditiva de componentes de alta resistencia en mente. A principios del año pasado, los investigadores de la UC Santa Bárbara y el Laboratorio Nacional de Oak Ridge revelaron que habían ideado una nueva superaleación de impresión 3D resistente a defectos, capaz de superar los problemas de agrietamiento que a menudo se observan en las piezas producidas con PBF de alta temperatura.

De manera similar, Rosswag Engineering calificó su Waspaloy a base de níquel hace algún tiempo, un material que se dice que posee una excelente resistencia a la corrosión y la oxidación. Durante las pruebas iniciales de la empresa, Waspaloy mostró una resistencia a la tracción de 1403 MPa y un alargamiento a la rotura del 21 %, lo que le confiere propiedades superiores a los metales como el Inconel 718, que a menudo se utilizan para abordar aplicaciones aeroespaciales exigentes.

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La imagen destacada muestra un puñado de piezas impresas en 3D con carburo cementado de Sandvik. Foto vía Sandvik.

Paul se graduó en historia y periodismo y le apasiona encontrar las últimas noticias sobre tecnología.