¿Qué aleaciones de alta temperatura se utilizan más comúnmente en la impresión 3D SLM?
Superaleaciones de Níquel: Los Caballos de Batalla Principales
Las superaleaciones de níquel dominan la SLM (Fusión Selectiva por Láser) para aplicaciones de alta temperatura debido a su excelente resistencia, resistencia a la fluencia y soldabilidad. Las aleaciones más comunes y bien caracterizadas incluyen:
Inconel 718: La superaleación impresa en 3D más prevalente. Ofrece una combinación excepcional de alta resistencia hasta ~650°C, buena resistencia a la fatiga y una excelente procesabilidad. Su respuesta de endurecimiento por envejecimiento relativamente lenta minimiza el riesgo de agrietamiento durante la impresión, lo que la hace ideal para una amplia gama de componentes aeroespaciales y de petróleo y gas.
Inconel 625: Valorada por su excelente resistencia a la corrosión y oxidación más que por su resistencia última. Es fácilmente imprimible y se utiliza para componentes estáticos, conductos e intercambiadores de calor en entornos agresivos, incluidas aplicaciones marinas y de procesamiento químico.
Haynes 282 & CM247LC: Estas representan aleaciones más avanzadas y de mayor capacidad de temperatura. Aunque son más difíciles de imprimir debido a su sensibilidad al agrietamiento, los parámetros SLM optimizados y el postprocesamiento las hacen adecuadas para álabes de turbina y componentes de combustor que operan más allá de los límites del Inconel 718.
Aleaciones de Cobalto-Cromo para Desgaste y Biocompatibilidad
Las aleaciones de cobalto son otra categoría importante, valoradas por su excepcional resistencia al desgaste, biocompatibilidad y estabilidad a alta temperatura.
CoCrMo (ASTM F75): Extremadamente común tanto en aeroespacial para piezas de desgaste como en medicina para implantes. Su alta dureza y resistencia a la corrosión la convierten en un estándar para segmentos de sellos de turbina impresos por SLM, estructuras dentales e implantes ortopédicos.
Haynes 188: Una aleación de cobalto-níquel-cromo-tungsteno que ofrece una resistencia a la oxidación excepcional y buena resistencia hasta ~1100°C. Se utiliza para revestimientos de combustor aeroespaciales y otros componentes estáticos de alta temperatura.
Aleaciones de Titanio para Aplicaciones Específicas de Alta Resistencia
Aunque su temperatura máxima de uso (~600°C) es menor que la de las superaleaciones, las aleaciones de titanio son cruciales para aplicaciones que requieren una alta relación resistencia-peso.
Ti-6Al-4V (Grado 5): La aleación de titanio más común en toda la fabricación aditiva. Se utiliza ampliamente para componentes aeroespaciales ligeros y de alta resistencia, como soportes, carcasas y algunas piezas de compresor. Su imprimibilidad es excelente.
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti-6242): Ofrece mejor resistencia a la fluencia y mayor capacidad de temperatura que el Ti-6Al-4V, lo que la hace adecuada para componentes de motor más exigentes.
Aceros Inoxidables Especializados y Metales Refractarios
Para rangos de temperatura y propiedades específicas, se emplean otras aleaciones:
17-4PH & 15-5PH: Los aceros inoxidables endurecibles por precipitación se imprimen comúnmente para aplicaciones que requieren alta resistencia, buena resistencia a la corrosión y temperaturas de hasta ~315°C, como herramientas y ciertas carcasas de motor.
Metales Refractarios (por ejemplo, Tantalio, Tungsteno): Se utilizan en entornos extremos (por ejemplo, >2000°C) para boquillas de cohetes o componentes de hornos. El procesamiento SLM de estos materiales está altamente especializado debido a sus puntos de fusión extremadamente altos.
Consideraciones Clave para la Procesabilidad SLM
El "uso común" de una aleación en SLM está fuertemente influenciado por su soldabilidad y susceptibilidad al agrietamiento. Las aleaciones con alto contenido de aluminio y titanio (para el fortalecimiento por gamma-prime) a menudo son propensas al agrietamiento por solidificación y por envejecimiento bajo tensión durante los rápidos ciclos térmicos de la impresión. Por lo tanto, las aleaciones SLM ampliamente utilizadas como el Inconel 718 y 625 son a menudo variantes "soldables". La impresión exitosa de aleaciones más avanzadas generalmente requiere una optimización meticulosa de parámetros, precalentamiento de la placa de construcción y un Prensado Isostático en Caliente (HIP) y tratamiento térmico de postproceso obligatorio para lograr las propiedades requeridas.
