Nuevo centro HIP del Reino Unido se centrará en el tratamiento térmico para la impresión 3D de metal

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A medida que la fabricación aditiva de metales (AM) ve una adopción generalizada en el espacio industrial, las tecnologías de posprocesamiento han experimentado su propio crecimiento relacionado en el sector de la impresión 3D. Esto incluye la tecnología crucial de prensado isostático en caliente (HIP), que a menudo es necesaria para mejorar las propiedades mecánicas y estructurales de las piezas metálicas impresas en 3D. Como demostración de la expansión del procesamiento de metales impulsada por la fabricación aditiva, Wallwork Group del Reino Unido abrirá un centro HIP en Bury, en el norte de Manchester, en septiembre de 2023.

En el centro del centro HIP de Wallwork habrá un QIH 173L M URC de Quintus Technologies, con sede en Suecia, optimizado para el procesamiento de materiales de alto rendimiento. Esta prensa está diseñada para funcionar a una temperatura máxima de 1250°C y una presión de 207 MPa, con una zona de trabajo de 800 mm de diámetro y 2550 mm de altura y con una capacidad de más de 7000 kg por ciclo. El sistema también cuenta con Quintus El enfriamiento rápido uniforme (URC) patentado de Technologies, lo que lo hace especialmente adecuado para aplicaciones de misión crítica donde la uniformidad del material es una prioridad.

Una representación del primero de los HIP de Wallwork, que actualmente se está instalando.

HIP se emplea comúnmente en la densificación de piezas forjadas y fundidas de metales. Ayuda a eliminar la porosidad interna y mejora las propiedades mecánicas generales de las piezas fundidas o forjadas. A medida que la fabricación aditiva entró en su era industrial, estos mismos beneficios se trasladaron al sector de la impresión 3D.

Uno de los principales desafíos en la impresión 3D de metal es la formación de poros o huecos dentro de las piezas impresas. Estos poros pueden degradar significativamente las propiedades mecánicas de los componentes finales, haciéndolos inadecuados para aplicaciones de misión crítica como implantes aeroespaciales o médicos.

HIP aborda esto aplicando alta temperatura y presión isotrópica para densificar completamente el material, eliminando o minimizando efectivamente la porosidad. Además, la presión isotrópica asegura que las propiedades mecánicas sean uniformes en todo el componente. Esto es particularmente crucial para piezas que se utilizarán en aplicaciones donde están sujetas a tensiones multiaxiales y necesitan funcionar de manera confiable durante un período prolongado.

HIP no solo elimina la porosidad sino que también mejora varias propiedades del material, como la resistencia a la fatiga, la ductilidad y la tenacidad a la fractura. Esto hace que las piezas tratadas con HIP sean más confiables y duraderas, ampliando su aplicabilidad en entornos de alto estrés. Además, debido a que los componentes impresos en 3D pueden tener geometrías intrincadas que pueden ser difíciles de mecanizar, HIP hace posible procesarlos hasta obtener formas casi netas sin la necesidad de extensos pasos de posprocesamiento, como mecanizado o rectificado. Esto puede generar ahorros de costos y agilizar el proceso de producción general.

Además de los beneficios, a menudo necesarios, que HIP aporta a las piezas metálicas impresas en 3D, las propiedades mejoradas de los materiales logradas a través de HIP pueden hacer viable el uso de nuevos tipos de aleaciones o combinaciones de materiales que antes se consideraban inadecuados para determinadas aplicaciones. Esto abre nuevas vías para la innovación en la ciencia de materiales dentro del sector de la fabricación aditiva.

Wallwork Group es una organización de procesamiento de tratamiento térmico y deposición física de vapor (PVD) que ofrece una gama de servicios que incluyen tratamientos térmicos, soldadura fuerte al vacío y recubrimientos PVD. El Centro HIP es parte de una inversión estratégica más amplia de Wallwork Group para ampliar sus capacidades de procesamiento térmico. Con un compromiso total de £20 millones durante cinco años, el Centro Bury HIP por sí solo representa una inversión de £10 millones. Esta expansión es una respuesta al floreciente sector de la impresión 3D.

Dentro del nuevo Centro HIP de 2500 metros cuadrados, se pretende aumentar significativamente la capacidad HIP del Reino Unido.

Quintus Technologies es un líder mundial con sede en Suecia en tecnología de alta presión, que se especializa en la densificación de materiales avanzados, conformado de láminas de metal y procesamiento de alimentos y bebidas. Con 300 empleados, la empresa registró unas ventas de 1.200 millones de coronas suecas en 2022 y tiene presencia en 45 países. Quintus ha estado operativo desde 1953, ha entregado 1.900 sistemas de alta presión en sectores que incluyen energía, implantes médicos, aeroespacial y automotriz, y posee varias patentes en este campo.

Como actor destacado en el espacio HIP, Quintus ha aumentado constantemente su papel en la impresión 3D, atrayendo a usuarios clave de AM como Sintavia y Burloak. En el caso de Burloak, por ejemplo, la empresa ha dicho que tener HIP internamente no sólo ha reducido los plazos de entrega sino que también ha mejorado el control de calidad. Burloak aplica HIP principalmente sobre aluminio, titanio y algunas aleaciones con alto contenido de níquel.

"Como líder de la industria de alta presión durante más de 70 años, hemos visto cómo la necesidad de prensado isostático en caliente aumenta constantemente", afirmó Jan Söderström, director ejecutivo de Quintus Technologies. “Wallwork tiene un conocimiento sólido del valor de este proceso y compartimos un enfoque similar en la resolución de problemas impulsada por el cliente y las asociaciones con proveedores a largo plazo. Estamos muy contentos de ver el establecimiento de su Centro HIP con nuestra tecnología como núcleo”.

David Loughlin, gerente comercial de Wallwork HIP, comentó: “HIP es extremadamente eficiente para eliminar la porosidad de piezas de fabricación aditiva hechas de polvos metálicos. Este proceso de densificación es a menudo la única forma en que las construcciones de FA alcanzan su potencial crítico para la seguridad”.

Además de la fabricación aditiva, la prensa QIH 173L servirá a diversas industrias que requieren procesos de densificación. Esto incluye piezas fundidas, forjadas y componentes de ingeniería sustractiva. Sin embargo, debido al uso de HIP en una serie de sectores o industrias adyacentes a la AM donde la tecnología se está volviendo más frecuente, podemos imaginar un mayor crecimiento simbiótico.

Por ejemplo, el HIP se utiliza para producir cerámicas avanzadas y materiales compuestos con propiedades mecánicas superiores, para procesar implantes médicos, sellar y encapsular productos electrónicos y producir piezas para reactores nucleares y turbinas eólicas. No debería sorprender entonces que Quintus y otras empresas de tratamiento térmico se beneficien del auge del posprocesamiento que alcanzará los 1.800 millones de dólares en ingresos para 2031, según el informe “Postprocesamiento para la fabricación aditiva: análisis de mercado y pronóstico”. de Análisis SmartTech.

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