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Nota 

Cómo SEM ayuda a detectar defectos en un objeto impreso en 3D

El término "impresión 3D" describe procesos que depositan un material aglomerante, capa por capa, sobre un lecho de polvo usando cabezales de impresora de chorro de tinta.

La impresión 3D o la fabricación de aditivos (AM), se refiere a los procesos que se utilizan para hacer objetos impresos en 3D. Para conseguir esto, se forman sucesivas capas de material bajo control por computadora para crear un objeto. Los objetos pueden tener casi cualquier forma o geometría y se producen utilizando datos digitales de un modelo 3D u otra fuente de datos electrónicos. Pero sucesivas capas formadas bajo control por computadora pueden dar lugar a interrupciones estructurales que afectan negativamente a la fiabilidad de un objeto.

El término "impresión 3D" describe procesos que depositan un material aglomerante, capa por capa, sobre un lecho de polvo usando cabezales de impresora de chorro de tinta. Existen varias categorías de procesos AM disponibles: inyección de aglomerante, deposición de energía dirigida, extrusión de material, inyección de material, fusión de lecho de polvo, laminación y fotopolimerización de cubas. La producción AM de productos metálicos comenzó en 1971 mediante láseres.

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Imagen SEM de conejos micro (no se ven defectos en esta ampliación).

Se utilizan métodos de fabricación de aditivos para sinterizar un amplio espectro de polvos metálicos, por ejemplo: aleaciones ligeras, aleaciones de titanio, aleaciones de acero, así como materiales poliméricos (por ejemplo, poliamida) o materiales cerámicos y compuestos. La sinterización directa de metal láser (DLMS) es la última tecnología utilizada para la producción de formas complejas, utilizando el método de fusión selectiva de metales en polvo. Gracias a la tecnología DMLS, es posible repetir los parámetros de resistencia de los elementos. La ventaja de esta tecnología es que permite que se produzcan formas complejas que de otro modo serían imposibles de hacer - incluso cuando se emplean métodos de moldeado.

Las máquinas DMLS funcionan de la siguiente manera: sobre una capa de polvo metálico compuesto con precisión, se fabrican capas sucesivas de un elemento mediante sinterización selectiva usando un haz láser de infrarrojo cercano.
En 2016, Walczak publicó un estudio sobre las características de los productos hechos de acero 17-4PH mediante el método de impresión 3D. Los resultados indicaron que un análisis SEM de la superficie después del sinterizado láser indicaba defectos en forma de interrupciones estructurales en el área de la superficie soldada. Este fenómeno es indeseable porque las discontinuidades estructurales en la capa superior pueden actuar como denominadas micro-muescas. Además, como resultado de la concentración del esfuerzo, estas áreas pueden comprometer la fiabilidad del objeto que se está imprimiendo.

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Imagen SEM de conejos micro (una mayor ampliación muestra los defectos en la estructura superficial).

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