Sinterización rápida de litografía.

23 de septiembre de 2022

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Investigadores de la Montanuniversität Leoben, Austria, y del Instituto Jožef Stefan, Liubliana, Eslovenia, han publicado una investigación en la revista Additive Manufacturing sobre estrategias para lograr tiempos de sinterización más rápidos y los beneficios de ello en componentes cerámicos complejos fabricados aditivamente. El artículo «Fabricación aditiva de componentes cerámicos con sinterización rápida basada en litografía de alta resistencia» detalla cómo este proceso de sinterización más rápido podría permitir la creación de arquitecturas cerámicas muy densas con microestructura y propiedades personalizadas.

Hasta ese momento, la densificación de piezas cerámicas fabricadas aditivamente se realizaba en hornos convencionales en condiciones típicas, lo que dificultaba la fabricación de cerámicas de grano fino y sin poros. En esta investigación, los autores utilizaron un método de sinterización asistida por radiación (RAS) para una sinterización rápida a aproximadamente 300-450 °C/min utilizando fabricación aditiva de cerámicas de alúmina basada en litografía.

El equipo demostró que la sinterización asistida por radiación (RAS) podía sinterizar con éxito cerámicas de alúmina creadas aditivamente basadas en litografía en cuestión de minutos, en lugar de horas. Se modificó una configuración de sinterización por plasma por chispa (SPS) para permitir la sinterización de geometrías complejas (por ejemplo, el rotor de un motor con turbocompresor) sin la necesidad de presión o corriente directa sobre la pieza cerámica.

El proceso de sinterización informado también produjo microestructuras de grano fino de 1 μm de tamaño con densidades del 99%, sinterizadas con un aporte de energía de 1 MJ en comparación con los 25 MJ de la sinterización tradicional. En comparación con las piezas de referencia sinterizadas tradicionalmente, la alta resistencia mecánica de aproximadamente 810 MPa y la tenacidad de aproximadamente 4,3 MPa m1/2 de la alúmina generada aditivamente sinterizada a 1600 °C en dos minutos también fue superior a la de las piezas producidas mediante sinterización tradicional.

Los investigadores esperan que estos resultados abran casos de uso de RAS para controlar la microestructura de piezas fabricadas aditivamente, mejorando así sus propiedades mecánicas y funcionales. En el futuro, esto podría aplicarse a las películas biomédicas, magnéticas, ópticas, catalíticas, delgadas y electrocerámicas.

'Fabricación aditiva de componentes cerámicos con sinterización rápida basada en litografía de alta resistencia' de Anna-Katharina Hofer, Andraž Kocjan y Raúl Bermejo está disponible aquí, completo.

www.unileoben.ac.at

www.ijs.si

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