Influencia del tiempo y temperatura de sinterización en la calidad superficial de componentes de acero obtenidos mediante manufactura aditiva basada en extrusión

Abstract

Los procesos de producción por manufactura aditiva han revolucionado la industria manufacturera moderna gracias a que permiten obtener geometrías de alta complejidad, permiten un mayor aprovechamiento del material, reducen costos y tiempos de fabricación y permiten trabajar con gran variedad de materiales; sin embargo, existen brechas tecnológicas entre los diferentes proceso disponibles en el mercado, en especial entre procesos de fabricación basados en extrusión debido a la baja calidad superficial de los componentes obtenidos. Por lo anterior, este proyecto busca estudiar cómo influyen la temperatura y el tiempo de sinterización en la variación dimensional y condición de porosidad de componentes metálicos de acero de herramientas obtenidos por impresión 3D basada en extrusión de filamentos fundidos garantizando la calidad superficial y confiabilidad del proceso de fabricación. El trabajo realizado se presenta en tres capítulos que corresponden a las diferentes etapas del desarrollo experimental llevado a cabo en el Laboratorio de Fundición y Pulvimetalurgia de la Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá. El primer capítulo comprende la fabricación del filamento como materia prima para la obtención de los componentes de estudio, el segundo capítulo corresponde al proceso de impresión de los componentes y su caracterización previa al último proceso de fabricación en el cual se centra la presente investigación; por último, el tercer capítulo abarca el diseño experimental y la sinterización de los componentes así como su caracterización final y los resultados de la influencia de los parámetros estudiados en las densidad, contracción y rugosidad superficial final. (Texto tomado de la fuente)

Production processes by additive manufacturing have revolutionized the modern manufacturing industry thanks to the fact that they allow highly complex geometries to be obtained, allow a better use of material, reduce costs and manufacturing times and allow working with a wide variety of materials, however, there are technological gaps between the different processes available on the market, especially between manufacturing processes based on extrusion due to the low surface quality of the components obtained. Therefore, this project seeks to study how temperature and sintering time influence the dimensional variation and porosity condition of metallic components of tool steel obtained by 3D printing based on the extrusion of fused filaments, guaranteeing the surface quality and reliability of the process. of manufacture. The work conducted is presented in three chapters that correspond to the various stages of the experimental development conducted in the Foundry and Powder Metallurgy Laboratory of the National University of Colombia, Bogotá. The first chapter includes the manufacture of the filament as raw material to obtain the study components, the second chapter corresponds to the printing process of the components and their characterization prior to the last manufacturing process on which the present investigation is focused; Finally, the third chapter covers the experimental design and sintering of the components as well as their final characterization and the results of the influence of the parameters studied on the density, contraction and final surface roughness.