Fusión selectiva basada en LED (SLEDM) – es decir, la fusión selectiva de polvo metálico utilizando fuentes de luz de alta potencia – es el nombre de la nueva tecnología que un equipo de la Universidad de Tecnología de Graz ha desarrollado para la impresión de metal en 3D. Esta tecnología es similar a la fusión selectiva por láser (SLM) y a la fusión por haz de electrones (EBM), en la que el polvo de metal se funde por medio de un láser o un haz de electrones y se acumula en un componente capa por capa. Sin embargo, la SLEDM resuelve dos problemas principales de estos procesos de fabricación a base de lecho de polvo: la producción de componentes metálicos de gran volumen, que requiere de mucho tiempo, y el posprocesamiento manual, que requiere también mucho tiempo.
Reducción del tiempo de producción
El nuevo proceso SLEDM utiliza un LED de alta potencia para fundir el polvo metálico. Los diodos emisores de luz utilizados para este propósito fueron especialmente adaptados por el especialista en iluminación austriaco Preworks y equipados con un complejo sistema de lentes por el cual el diámetro del foco del LED puede ser fácilmente cambiado entre 0,05 y 20 milímetros durante el proceso de fusión. Esto permite fundir volúmenes más grandes por unidad de tiempo sin tener que prescindir de estructuras internas, reduciendo así el tiempo de producción de los componentes.
La tediosa reelaboración ya no es necesaria
Esta tecnología se combina con una planta de producción de nuevo diseño que, a diferencia de otras plantas de fusión de metales, añade el componente de arriba a abajo. De este modo, el componente queda expuesto, la cantidad de polvo necesaria se reduce al mínimo y se puede llevar a cabo el posprocesamiento necesario durante el proceso de impresión. «La reelaboración, que suele ser manual y que es necesaria con los métodos actuales, por ejemplo, el alisado de las superficies rugosas y la eliminación de las estructuras de soporte, ya no es necesaria y ahorra un tiempo valioso adicional», explica Franz Haas, jefe del Instituto de Ingeniería de Producción de la Universidad Técnica de Graz.
Campos de aplicación y otros planes
Ya se está considerando un prototipo del proceso SLEDM en el Proyecto K-Project CAMed de la Universidad Médica de Graz, en el cual se inauguró el primer laboratorio para la impresión médica en 3D en octubre de 2019. El proceso se utilizará para producir implantes metálicos biorreabsorbibles, es decir, preferentemente tornillos de aleaciones de magnesio que se utilizan para las fracturas óseas. Estos implantes se disuelven en el cuerpo después de que la fractura se ha unido; por lo tanto, ya no es necesaria una segunda operación, que suele ser muy estresante para las personas. Gracias al SLEDM, la producción de tales implantes sería posible directamente en el quirófano, porque «una luz LED es naturalmente menos peligrosa que una potente fuente de láser», dice Haas.
La segunda aplicación se centra en la ámbito de la movilidad sostenible, para la producción de componentes como placas bipolares para pilas de combustible o componentes para baterías. “Queremos hacer que la fabricación aditiva utilizando SLEDM sea económicamente viable para la e-mobilidad y posicionar esta tecnología en este campo de investigación en una fase temprana”, afirma Haas, que producirá un prototipo comercial de esta impresora 3D para metales en la siguiente fase de su investigación.
Créditos de imágenes: © TU Graz
