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Diccionario de la fabricación aditiva: ¿Qué es el electron beam melting?

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Diccionario de la fabricación aditiva: ¿Qué es el electron beam melting?

Geometrías complejas con electron beam melting

Muchas son las técnicas empleadas en la fabricación aditiva, dependiendo del proceso empleado o del tipo de materiales que precisemos utilizar. En algunas ocasiones, por ejemplo en el entorno industrial, es necesario fabricar piezas metálicas, y es entonces cuando entran en juego técnicas tan innovadoras como la fusión o sinterizado de polvo metálico por haz de electrones o Electron Beam Melting. Se trata de una tecnología que permite construir piezas geométricamente complejas,  y que guarda gran similitud con el sinterizado selectivo por láser pero en el que, la fuente energética es más potente.

El Electron Beam Melting, de aquí en adelante EBM, comenzó a utilizarse a partir del año 2000, aunque la fabricación aditiva comenzara a desarrollarse a mediados de los 80. Consiste en la deposición capa a capa de polvo metálico que se funde de manera selectiva utilizando un haz de electrones como fuente de calor. La fabricación se lleva a cabo al vacío, lo que impide que el material fundido se contamine por la exposición a una atmósfera reactiva y, por lo tanto, se produzca una oxidación del material aunque empleemos materiales con una alta afinidad al oxígeno, como puede ser el titanio. De este modo, además, se elimina la necesidad de gases inertes adicionales como en otras tecnologías.

Además, el proceso tiene lugar en una cámara a alta temperatura lo que, unido a las altas temperaturas del proceso (temperaturas de hasta 1000 ° C), permite conseguir unas características excelentes para los componentes que además, no requieren tratamientos térmicos posteriores en muchos casos.

ARCAM Q10 para EBM metal

El equipo ARCAM Q10 de Mizar para tecnología EBM

¿Cómo es el proceso de fabricación aditiva con polvo metálico?

La fabricación aditiva mediante EBM comienza con la deposición de una fina capa de polvo metálico distribuida en la cámara de impresión. Entonces, un haz de electrones enfocado por la acción de unas bobinas electromagnéticas, incide sobre la superficie del polvo metálico en varias zonas de modo simultáneo fundiendo una sección transversal del objeto. Por ello, utilizando la técnica EBM es posible la construcción de varias partes del objeto al mismo tiempo, mejorando notablemente los tiempos de impresión empleados.

Una vez finaliza esta capa, se extiende sobre ella una nueva capa de polvo metálico y, el haz de electrones repite el anterior proceso. De este modo, capa tras capa, se completa la pieza.

Una vez terminada se deja enfriar y se retira el material sobrante, el exceso de polvo que queda sin solidificar alrededor de la pieza, que puede ser reciclado para otras impresiones.

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Conjunto fabricado en polvo de titanio por EBM

El polvo metálico empleado en el proceso EBM puede estar compuesto por una amplia gama de aleaciones, como las aleaciones de cobalto, las aleaciones de níquel o las de titanio.

Por ello, las piezas fabricadas mediante la tecnología EBM son aptas en infinidad de aplicaciones, aun en ambientes corrosivos o en condiciones de temperaturas extremas de trabajo.

A pesar de tratarse de un proceso más rápido que otras alternativas aditivas, debido a la mayor densidad de energía proporcionada por el haz de electrones y a la capacidad de procesar varias áreas simultáneamente, las aplicaciones más comunes son la fabricación de piezas en pequeñas series o los prototipos funcionales. Por otro lado, la calidad de las piezas construidas por este proceso en materiales metálicos muy resistentes, hacen del sector de la industria médica un referente de aplicación en implantes quirúrgicos u ortopédicos personalizados.


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