¿Densidad o Porosidad? Técnicas de conformado

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AMES dispone de diferentes técnicas de conformado y de sinterización dependiendo de la geometría de la pieza, de su funcionalidad, y del material.

Los componentes sinterizados de acero para uso mecánico o magnético requieren de la mayor densidad posible, dado que la microporosidad afecta negativamente a sus propiedades. La técnica más habitual de conformado es la compactación uniaxial a alta presión del polvo dentro de una matriz rígida y la posterior sinterización en atmósfera controlada a temperaturas entre 1.100 y 1.300ºC, alcanzando típicamente entre el 86 y el 94% de la densidad maciza (entre el 6 y el 14% de porosidad en volumen). El conformado por fabricación aditiva mediante la técnica del Binder Jetting combinado con una sinterización en condiciones más severas permite alcanzar más del 98% de la densidad maciza.

En otros tipos de componentes el parámetro funcional es la porosidad, y por tanto el conformado se orienta a conseguir una densidad o porosidad concreta.

Los cojinetes autolubricados se conforman mediante compactación uniaxial a baja presión. Tienen una porosidad entre el 18 y el 25% en volumen. La porosidad sirve para contener el aceite lubricante que confiere autolubricación al sistema eje-cojinete.

Los filtros tienen una porosidad entre el 25 y el 60% en volumen. La porosidad sirve principalmente para retener partículas (filtrar), amortiguar presión, silenciar, controlar caudal, fluidificar o gasificar.

Microestructura cojinetes de bronce Selfoil
Porosidad cuñas de titanio OsteoSinter

Los filtros de bronce esférico se conforman mediante llenado de un molde de polvo por gravedad y sinterizando la preforma dentro del molde. Este método permite conseguir formas muy complejas.

Los filtros de acero inoxidable se conforman de 3 maneras distintas.

■  Compactación uniaxial a baja presión. Se emplea en filtros de geometría sencilla y pequeño tamaño (discos, anillas o placas).

■  Compactación isostática. Consiste en llenar de polvo un molde flexible y aplicar presión sobre el molde en las 3 direcciones del espacio a través de un fluido. Este método se utiliza para fabricar tubos porosos de gran longitud y diámetro, consiguiendo una porosidad homogénea en toda la longitud del filtro.

■  Extrusión. Consiste en conformar un tubo extruyendo una pasta de polvo metálico en una matriz cilíndrica. Con este método se obtienen tubos porosos de pequeño diámetro y espesor de pared y de gran longitud, adecuados para filtración tangencial.

Los implantes biomédicos de titanio tienen una porosidad más alta, en torno al 65% en volumen. La porosidad sirve para facilitar la osteointegración del implante con el hueso que los rodea. Esta elevada porosidad se consigue añadiendo espaciadores a la mezcla, los cuales se eliminan durante el proceso y dejan en su lugar unos poros de forma y tamaño controlados. El titanio requiere de sinterización en alto vacío.

El producto de mayor porosidad fabricado por AMES son las espumas metálicas. Se conforman mediante impregnación de una espuma polimérica con una pulpa de polvo metálico que queda adherida a la espuma base. Durante la sinterización se elimina la espuma polimérica, dando como resultado un esqueleto metálico de elevadísima porosidad, entre el 70 y el 90% en volumen. La porosidad de las espumas se emplea para múltiples funciones.

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