Máquina de manufactura aditiva híbrida acelera producción de moldes

Las máquinas de manufactura aditiva híbrida combinan un cierto grado de construcción capa por capa, utilizando un proceso aditivo con mecanizado substractivo convencional. Por ejemplo, la idea detrás del Lumex Avance 25 de Matsuura, que ofrece sinterización de metal por medio de un láser de fibra Yb y fresado a alta velocidad, es acelerar la producción de componentes para moldes y troqueles. El sinterizado láser añade capas de material y el husillo de fresado de la máquina procesa posteriormente el material para asegurar un acabado superficial de calidad.

La producción de núcleos de molde y cavidades aprovecha de esta manera las capacidades del método aditivo para producir moldes con canales de refrigeración integrados y para realizar cambios de densidad de sinterización en aplicaciones de moldeo que requieren la colocación de estructuras porosas para facilitar la ventilación de gas. Además, el sinterizado láser permite que se produzcan características profundas construyéndolas una capa a la vez y eliminando la necesidad de quemarlas a través de electroerosionado.

Desde entonces, la compañía ha introducido un modelo más grande, el Lumex Avance 60, que abre esta tecnología a las aplicaciones más grandes en nuevas industrias, como la aeroespacial y la automotriz. Este modelo permite un tamaño máximo de pieza (XYZ) de 600 × 600 × 500 mm (en comparación con los 260 × 260 × 100 mm del modelo Lumex Avance 25) y un peso máximo de 1,300 kg. También tiene una fuente de láser de fibra Yb de 1 kW, en comparación con los 400 W del modelo Lumex Avance 25, aumentando así la velocidad de sinterización. Su husillo de fresado gira a 45,000 rpm y el carrusel automático del cambiador de herramientas tiene capacidad para 20 herramientas (el diámetro máximo de herramienta es de 10 mm).

El bloque de motor de ocho cilindros, exhibido en la Feria Internacional de Máquinas-Herramienta de Japón (JIMTOF) muestra una posible aplicación de esta tecnología, aunque en parte sólo fue una construcción parcial para mostrar áreas donde el proceso aditivo fue capaz de reducir el peso. Una versión completa de 9,6 kg de este bloque de motor producido a partir de material AlSi10Mg (incluidos los soportes) se ejecutó en 95 horas (90 horas para las sinterización y 5 horas para el fresado).

El tiempo total de producción, incluidos el diseño del soporte, la programación, el diseño y manufactura de dispositivos, la configuración, etc., fue de 15 días. Aunque esto podría parecer que tomara mucho tiempo, las pruebas de la empresa en un centro de mecanizado de cinco ejes demostraron que tardaría aproximadamente 22 días en mecanizar el bloque del motor a partir de un sólido en blanco, incluyendo el tiempo para el diseño y la manufactura de los accesorios, la programación, el montaje sobre la máquina y demás procesos.

El Lumex Avance 60 presentado en JIMTOF también incluyó el sistema automático de recuperación de polvo (APR) de la compañía, que filtra el polvo no utilizado a través de un tamiz y lo recoge en un tanque. Este polvo se devuelve automáticamente a la máquina para su reutilización. La compañía ofrece una gama de materiales en polvo, que incluye acero maraging, titanio TI6A4V, aceros inoxidables 630 y 316L, súperaleaciones de cromo-cobalto, níquel 718 y AlSi10Mg.