Material de Impresión 3D: Titanio 6AI-4V

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Resumen

En esta página encontrarás abundante información, trucos y consejos para sacar adelante proyectos de impresión en 3D en titanio. Después de leerte esta página, conocerás:

Información General

Nuestro Titanio 6AI-4V

Sculpteo imprime objetos 3D en Titanio 6AI-4V a partir de un fino polvo metálico compuesto principalmente por Titanio (88-90 %), Aluminio (5,50-6,5 %) y Vanadio (3,50-4,50 %).

Se trata de un Titanio 6Al-4V de grado 5. Las aleaciones con base de titanio son muy duras y extremadamente resistentes al óxido y a los ácidos; además, poseen un punto de fusión muy elevado (1660 °C o 3260 °F) y una toxicidad muy baja, lo que permite emplearlas en múltiples aplicaciones.

La impresión 3D en Titanio es muy precisa gracias a la resolución del láser y el fino grosor de cada capa de polvo (entre 30 y 40 µm). Con una densidad de 4,4 g/cm3, es una materia prima ligera pero con excelentes características mecánicas.

Las piezas impresas presentan una superficie de aspecto mate y ligeramente rugoso, aunque es posible obtener superficies lisas y brillantes mediante diversas técnicas de acabado.

Para más información, puede consultar nuestro glosario dedicado a la Impresión 3D en Titanio.

Para más información sobre las propiedades mecánicas de nuestro titanio, consulte el apartado Especificaciones y fichas técnicas.

Ventajas y usos principales

La impresión 3D en Titanio se realiza mediante fusión láser. En la actualidad, existen dos tecnologías: el DMLS y el SLM. En Sculpteo, utilizamos la tecnología DMLS (Sinterizado Directo de Metal por Láser) con las máquinas EOS M280 y M290 para imprimir Titanio. Con estas 2 técnicas, el haz de láser calienta el metal hasta su punto de fusión capa por capa para fabricar el objeto.

Como el Titanio se funde a más de 1600 °C, la fabricación aditiva metálica requiere una gran pericia técnica a la hora de analizar los efectos térmicos y mecánicos previos a la impresión 3D, así como un excelente conocimiento de las técnicas de acabado para la finalización del objeto.

La fabricación aditiva de piezas de Titanio consiste a menudo en proyectos donde la impresión 3D está plenamente justificada, ya que es la mejor alternativa de producción en comparación con otras técnicas de fabricación (fundición, mecanizado, corte). Entre las ventajas de la impresión 3D, suelen encontrarse:

  • Diseño complejo/Geometrías fractales/Mecanismos inamovibles
  • Rapidez, reducción del tiempo de ensamblaje
  • Optimización topológica/Ligereza
  • Tiradas pequeñas
  • Personalización masiva
  • Producción a distancia

Para fabricar correctamente una pieza, a menudo es necesario modificar el diseño inicial. Aun a riesgo de repetirnos, preferimos avisarle: si está pensando en encargarnos una pieza de Titanio por simple curiosidad o por diversión, se arriesga a una desilusión ante los esfuerzos necesarios para llevarla a cabo.

Nuestro titanio impreso en 3D es perfecto para elementos de precisión que requieran paredes muy finas. El Titanio 6Al-4V de grado 5 es ideal para prototipos y piezas funcionales de la industria aeroespacial y automovilística, además de aplicaciones militares (ver ficha técnica). También es un excelente material para la fabricación de piezas geométricas complejas o para la producción de utillaje y moldes de inyección. 

Agile Metal Technology

Un software para impresión 3D en metal

Sculpteo está desarrollando un nuevo conjunto de herramientas para hacer frente al reto de la impresión 3D en titanio. Es un sistema inteligente online que te permite evaluar, optimizar y crear tus proyectos con base de metal. Esta serie de herramientas se incluye bajo el nombre de "Agile Metal Technology". Combina inteligencia artificial con interfaz 3D interactiva, con la ingeniería de cálculo de Sculpteo, para dar respuestas fiables en unos pocos minutos.

Nuestro objetivo es ofrecerte:

  • un informe detallado de la viabilidad de tu proyecto
  • comentario específico sobre tu diseño y cómo puede optimizarse;
  • transparencia en los precios y la estrategia para completar tu elemento;
  • control sobre el método de producción (orientación, estrategia de plataforma) para clientes expertos;

En el análisis final, ahorrarás tiempo y conseguirás mayores éxitos con tu Proyecto de impresión 3D sobre metal. Encontrarás más detalles sobre estas herramientas y cómo utilizarlas en tu impresión 3D en titanio en la página.

Business Case

Business Case es la primera herramienta del conjunto Agile Metal Technology. Proporciona un control online de tu Proyecto de impresión 3D. Case es una inteligencia artificial, desarrollada por Sculpteo, que realiza un estudio de viabilidad a través de tu archivo 3D y una serie de preguntas. Nuestro AI utiliza el aprendizaje automático, derivado de millones de ficheros 3D y elementos creados que han sido procesados desde que Sculpteo se fundó en 2009.

Este control solo lleva unos minutos y te indica los puntos fuertes y débiles de tu proyecto. Business Case también proporciona una recomendación del material que considera más adecuado.

Business Case aprende automáticamente. No dudes en probarlo: cuantos más proyectos revise, mejores serán sus recomendaciones.

Técnicas de impresión 3D - Proceso

Proceso previo

A diferencia de las tecnologías de impresión 3D de polímeros, la fabricación aditiva metálica requiere una importante fase de procesado previo, donde se tienen en cuenta factores como los fenómenos térmicos que se producen durante la fabricación en sí, las restricciones dimensionales o el nivel de acabado deseado.

La impresión por DMLS requiere soportes para imprimir correctamente las piezas. Estos soportes se imprimen a partir del mismo polvo que la pieza y se retiran tras la fase de impresión. Los soportes permiten:

  • fijar correctamente el objeto a la plataforma
  • limitar los efectos de retractación durante la fase de enfriamiento (warping)
  • soportar los ángulos cerrados y las geometrías en voladizo.

Existen varios tipos de soportes que se emplean en función de la geometría de la pieza, sus dimensiones, la densidad del objeto final, las etapas del proceso final de acabado...

La orientación del modelo y la elección de soportes son esenciales para el éxito de su proyecto en Titanio. Al igual que con otras tecnologías de impresión 3D en Sculpteo, estas etapas son semiautomáticas: nuestro sistema inteligente recomienda una solución que es validada después por un ingeniero especializado en los procesos previos.

Técnicas de impresión y precios online

La tecnología de impresión por DMLS (Sinterizado Directo de Metal por Láser) funciona de manera aditiva al fusionar el polvo de titanio mediante láser. Al igual que en la tecnología SLS, su pieza se crea capa a capa según un modelo 3D que pasa por varias etapas antes de convertirse en un objeto físico. Dichas etapas son:

  • Transferencia del archivo a la impresora 3D

Usted crea su archivo 3D en un programa dedicado al modelaje 3D antes de transferir el modelo y realizar su pedido en nuestra web. Le recomendamos descargar un archivo CAD nativo (step, catia, igs...) en lugar de un STL o un OBJ. Su modelo 3D se envía entonces a una de nuestras impresoras 3D para metal. Para Titanio, utilizamos una EOS M280 o M290.

  • Impresión del objeto en 3D

La tecnología DMLS utiliza un potente láser para fundir sucesiva y selectivamente las finas capas de polvo. Tras cada recorrido del láser, el depósito de polvo desciende y una nueva capa se deposita sobre la anterior para ser fundida a su vez. El proceso se repite hasta la finalización del objeto.

  • Eliminación de los soportes

Tras la impresión del objeto, este se separa de la plataforma de impresión mediante electroerosión y los soportes se retiran de forma manual.

  • Limpieza y arenado

La pieza se somete a un ligero arenado para eliminar los principales restos del soporte. Su objeto está listo para ser enviado.

Precios online y plazos de entrega

Las técnicas de impresión 3D en metal son más complejas que el método de fabricación aditiva para plásticos o resinas. A pesar de no ser un metal precioso, el polvo de titanio es caro. Además, el tiempo de enfriamiento de los materiales calentados hasta su punto de fusión entraña un uso menor de las máquinas que en la tecnología SLS. Todos estos factores son tenidos en cuenta al calcular los precios.

Presupuesto y estudio bajo demanda de proyectos complejos

Nuestro equipo de ventas y un equipo técnico especializado están a su disposición para estudiar y cuantificar sus proyectos de fabricación aditiva metálica. Contamos con conocimientos de modelaje e ingeniería para el proceso y el acabado, por lo que podemos diseñar justo a usted un modelo 3D perfectamente adaptado a sus necesidades. Además, analizamos junto a usted los beneficios económicos y las opciones tecnológicas en comparación con la fabricación convencional.

Finalmente, establecemos la estrategia de acabado más adecuada a sus necesidades mediante la implementación de una amplia gama de operaciones mecanizadas, con el fin de cumplir con sus objetivos (dimensionales o de calidad de la superficie, por ejemplo):

  • polido
  • esmerilado
  • torneado
  • fresado
  • horadado
  • roscado
  • tratamiento térmico

También podemos imprimir en Titanio 6Al-4V de grado 23 bajo demanda, así como en otros metales y aleaciones.

Mediante la combinación de la eficiencia de nuestras herramientas 3D, el sistema inteligente Agile Metal Technology desarrollado por nosotros mismos y la pericia de nuestros ingenieros, podemos ofrecerle una fabricación aditiva en Titanio eficaz y al mejor precio.

Contacte con nuestro servicio técnico-comercial en la dirección sales@sculpteo.com

Directrices de Diseño

Resolución de Impresión

Espesor de Capa 30 µm
Precisión ± 0.2 mm

Limitaciones de Tamaño

Dimensión Máxima < 325 mm x 250 mm x 250 mm (12.79 in x 9.84 in x 9.84 in)

Alu max size.jpg

Las dimensiones máximas de sus modelos están limitadas por el tamaño físico de nuestras impresoras 3D. No se puede imprimir ningún objeto mayor que la base de la impresora.

Su objeto debe respetar también las dimensiones mínimas para impresiones 3D en titanio (explicadas abajo).

Minimum Thickness & Geometry

Minimum wall thickness

2 mm

Minimum thickness particular design aspects

1 mm


Wall Thickness 2mm.png

Las paredes de su diseño deben respetar un espesor mínimo de 2 mm para garantizar que la estructura no se rompa. Si las paredes de su modelo son de menos de 2 mm, le recomendamos que las haga más gruesas o que añada estructuras de soporte para mantener la estabilidad.

Para asegurar la solidez de un objeto, se recomienda un grosor de al menos 2 mm.

Sculpteo ofrece una herramienta online para comprobar la solidez de un modelo. Ésta revela las partes más delgadas y, por tanto, potencialmente frágiles de una impresión. A partir de la comprobación podrá retocar su diseño a fin de dotarlo de la solidez apropiada. Para utilizar esta herramienta sólo tiene que subir su archivo 3D, seleccionar el material y hacer “clic” en la pestaña “Verificación”.

También es importante tener en cuenta que el objeto está diseñado para ser impreso en forma física. De este modo, si algún elemento muy delgado ha de soportar otro demasiado pesado, el objeto puede romperse, aun cuando el programa de diseño 3D considere que se respetan las propiedades y magnitudes físicas. Le recomendamos que incremente el grosor de los elementos que vayan a ser frecuentemente manipulados o a soportar grandes pesos.


No lo olvide

Tenga presente que nuestra herramienta de comprobación de solidez no detecta aberraciones físicas como piezas flotantes, posiciones inestables, elementos bajo excesivo peso para su grosor, etcétera. Debe prestar especial atención a la geometría de su diseño y dotar de más robustez a las partes bajo mayor tensión.



Profundidades de Grabado/Estampado

Tamaño mínimo de los detalles 1 mm
Altura y anchura mínimas de los detalles 1 mm
Altura y anchura mínima para textos legibles 1 mm
Ratio de ampliación 1 mm


alumide details

La precisión mínima de los detalles grabados viene principalmente determinada por la resolución de la impresora. No obstante, durante el proceso de limpieza, se puede perder una fina capa de material. Para que los detalles y textos sean visibles, le recomendamos encarecidamente que respete las dimensiones mínimas que le sugerimos. Para asegurar una mejor eliminación del polvo (y obtener así mayor precisión de los detalles), el ancho de sus detalles grabados debe ser al menos tan grande como la profundidad.

Volúmenes Adjuntos y Entrelazados

¿Partes adjuntas? Sí, siempre que los soportes sean accesibles
¿Partes entrelazadas? Sí, pero dependiendo de la orientación de las piezas entrelazadas respecto al eje Z

PA details


Espaciados y holguras mínimos

Espaciado mínimo entre paredes fijas 0.2 mm
Distancia mínima entre piezas 0.2 mm

PA_clearance-2mm.png

Para obtener una óptima impresión 3D es necesario un espacio mínimo entre los objetos que permita retirar correctamente el exceso de material. Si no se tiene en cuenta este espacio en la fase de diseño, el objeto será un sólido. Esto es particularmente importante en los objetos articulados, pues el espacio que quede entre las paredes definirá la capacidad de movimiento del mismo.

La holgura o espacio libre debe ser de al menos 0,2 mm, pero depende del tamaño de los objetos. Para grandes tamaños la separación debe ser mayor. La zona calentada de un objeto depende del tamaño: cuanto mayor sea, más tiempo estará expuesto a altas temperaturas. Si el espacio libre entre las paredes es demasiado pequeño, puede soldarse debido a la propagación del calor. En algunos casos, se deben añadir agujeros que permitan drenar el exceso de material en polvo dentro del espacio libre.


No lo olvide

Los espacios libres deben ser de al menos 0,2 mm, pero éste es el mínimo para objetos pequeños. Los objetos mayores requieren más espacio entre sus partes. Esto se debe al proceso de impresión DMLS. La base de nuestras impresoras se calienta durante el proceso, y los objetos más grandes se calientan durante más tiempo. Si el margen de espacio entre las partes es pequeño, se corre el riesgo de fundirlas juntas, ya que permanecen bajo calor durante un largo período de tiempo. En otros casos han de añadirse agujeros que nos permitan drenar el exceso de material en polvo dentro del espacio libre.


Limitaciones de Ensamblaje de Piezas

¿Ensamblaje?
Espacio mínimo 0.4 mm

PA-assembly-0.4mm.png

Los objetos impresos en Titanio pueden diseñarse para ser ensamblados, siempre y cuando se deje una anchura entre las distintas piezas del objeto de al menos 0.4 mm.

Ahuecado

¿Ahuecado?

No


Archivos Multishell

¿Archivos con objetos múltiples?

No


silver multishell

No es posible imprimir en 3D archivos que contengan numerosos objetos en Titanio.

Multiple objects and clusters

It is not possible to print a 3D file containing several objects, that's why we cannot accept files that contain clusters of multiple objects. Though, if you which to purchase more than one identical parts, you can select the number of parts you want to order during the checkout. The more parts you order, the lower your price per part gets.

You can also use our online tools and see our tricks and tips on how to reduce your 3D printing price.


To get more information on your metal additive manufacturing service, you can contact our qualified sales team.

Grappe Material no.jpg

Especificaciones Técnicas

Composición:

  • Titanio: 88 - 100%

  • Aluminio: 5.50 - 6.5°%
  • Vanadio: 3.50 - 4.50%


Propiedades Mecánicas Condiciones Unidad Valor

Densidad de piezas sinterizadas por láser

EOS-Method

g/cm³

4.41

Fuerza Tensil


MPa

1290 ± 80

Elongación de Rotura


%

8 ± 4

Punto de Fusión


°C

1660

Temperatura de Referencia

N/A

°F

-


Para saber más sobre las especificaciones técnicas del Titanio, consulte la Ficha Técnica del Titanio:



Subir un archivo

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