La enorme impresora 3D de metal MERKE IV [Fuente: Norsk Titanium]
La impresora 3D de metal MERKE IV de Norsk Titanium es adecuada para la producción de piezas grandes.
La empresa noruega se fundó hace 14 años en 2007, con el objetivo de proporcionar un nuevo medio de producir piezas metálicas de alta calidad para la industria aeroespacial.
En los años intermedios, la empresa ha producido varias generaciones de impresoras 3D de metal, cada una con una funcionalidad mejorada. También han recibido inversiones de varios partidos para impulsar su crecimiento.
En 2022, la compañía imprimió en 3D la primera pieza estructural aprobada por la FAA para un avión comercial, una pieza de titanio para el avión Boeing Dreamliner 787.
Pieza estructural del Boeing 787 realizada con tecnología de impresión 3D [Fuente: Norsk Titanium]
La empresa se centra en su propia forma patentada de proceso de impresión 3D, que ellos denominan «RPD» o «Deposición rápida de plasma». Es similar a varios procesos relacionados, pero implica la extrusión de un alambre de metal en un plasma caliente, donde el metal se derrite instantáneamente. Al mover la zona de fusión con un sistema de movimiento de pórtico de estilo CNC, un objeto se puede construir gradualmente capa por capa.
Han aprovechado este proceso en impresoras 3D de metal comerciales a gran escala, siendo la versión actual la enorme MERKE IV, su máquina de cuarta generación.
Este dispositivo tiene un volumen de construcción masivo de 900 x 600 x 300 mm, como puede ver en la imagen en la parte superior.
El plasma y la extrusión tienen lugar dentro de la cámara de construcción, que está llena de gas argón inerte para evitar reacciones y aumentar la calidad de impresión.
Norsk Titanium cree que su proceso de RPD puede lograr una metalurgia superior debido a la naturaleza del proceso. Las ventajas incluyen:
- Propiedades del material (como tracción, fatiga y alargamiento) al nivel del titanio forjado *
- Microestructura basketweave wiedemann
- Microestructura consistente en capas y operaciones de piezas.
- Ausencia de «falta de fusión» o huecos en el material
Una razón por la que pueden lograr estos resultados es que el MERKE IV monitorea cuidadosamente la actividad de la masa fundida 600 veces por segundo. Esto permite que la máquina realice ajustes fácilmente para garantizar que las operaciones se realicen en condiciones consistentes.
La tasa de deposición del material es notable, de 5 a 10 kg por hora o de 120 a 240 kg por día.
Una de las razones de la rápida deposición son los tamaños de capa que se pueden lograr en el MERKE IV. Según especificaciones, la altura de la capa está entre 3-4 mm, mientras que el ancho de la capa es de 8-12 mm. Estas amplias extrusiones implican que se deposita una cantidad saludable a medida que funciona el sistema de movimiento.
Dicho esto, la resolución es bastante tosca para las impresoras 3D. Debido a esto, normalmente se supone que las piezas impresas en 3D RPD se someterán a un paso de mecanizado después de la impresión para proporcionar superficies lisas.
Entonces, ¿por qué no fresar con CNC toda la pieza? Es porque la naturaleza aditiva del proceso RPD reduce drásticamente la cantidad de metal que se utiliza. Si bien todavía hay algo de mecanizado involucrado, el peso total del metal utilizado en la producción es mucho menor, a veces dramáticamente.
Sin embargo, esto también limita las posibles geometrías del dispositivo a las que coinciden con las capacidades del CNC.
Como puede imaginar, Norsk Titanium proporciona alambre de titanio de alta calidad como material principal. Este es un material de uso frecuente en la industria aeroespacial debido a su bajo peso y alta resistencia. La empresa explicó que las aleaciones de níquel, el acero para herramientas y el acero inoxidable también se pueden utilizar en el MERKE IV.
Hoy en día, la compañía también opera una oficina en los EE. UU. Con sede en Pittsburgh, donde continúan trabajando con compañías aeroespaciales en piezas estructurales avanzadas.
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