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¿La elección del gas y la instalación de distribución del gas industrial son importantes para alimentar sus sistemas de impresión?

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La función de los gases en la fabricación aditiva

Bajo ciertas condiciones y ciertas cantidades, el polvo combustible de menos de 500 micras puede causar una explosión.
Entre las aplicaciones de los gases, la función más importante consiste en eliminar cualquier riesgo de inflamación de los procesos que utilizan polvo, reduciendo el contenido del «comburente» para estar fuera de las áreas de inflamación y explosión del triángulo de fuego. Privado de oxígeno, se descarta el riesgo de incendio.

A diferencia de las tecnologías de impresión 3D en plástico que no usan gases industriales, en los métodos de fabricación aditiva industrial en metal los gases juegan un papel importante . Permiten que cada etapa de la producción sea factible, tanto en términos de seguridad como se ha citado anteriormente, como en términos de resultados de reproducibilidad y de alta calidad de los procesos utilizados.

Sin embargo, la función y la elección de los gases difieren a lo largo de la cadena de valor como se resume en la siguiente tabla: cada uso de gas cumple una misión muy específica.

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Cada gas se elige según sus características para garantizar una o varias funciones

Por ejemplo, para la fusión por láser en lecho de polvo, al igual que para la soldadura por láser, la función del gas es garantizar la protección del baño de fusión para combatir la acción nociva de los compuestos del aire ambiente (O2, N2, H2O, etc.).
Para este proceso no se recomienda el nitrógeno porque se puede incrustar en la red cristalina del metal y alterar sus características mecánicas. A menudo se opta con ventajas por el argón (o en algunos casos el helio).

Una mala protección gaseosa del baño de fusión conduce a defectos como:

La inestabilidad del baño de fusión,
La oxidación del polvo,
La oxidación de las superficies de las piezas (color superficial no uniforme),
La presencia de inclusiones de forma irregular,
La formación de poros en el material,
La delaminación de las capas.

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Cada gas utilizado requiere una pureza adaptada a su función

Sabiendo que, para algunos metales, un bajo contenido de oxígeno en la cámara de impresión es suficiente para influir en las características del material, la pureza del gas debe ser considerada cuidadosamente con respecto a ciertos elementos como por ejemplo:

La sensibilidad del material al oxígeno,
La calidad del polvo (humedad, facilidad de esparcimiento, inclusiones de óxidos, porosidades, etc.),
El rendimiento de los sistemas de impresión (diseño, mantenimiento, índice de fugas, contenido residual de oxígeno en la cámara, etc.).

En general, para los sistemas de impresión SLM se utiliza la gama de calidad y pureza del gas de soldadura, cuya pureza del 99,998 % suele ser suficiente.

La importancia de una cuidada red de distribución para sus equipamientos

El propósito de la instalación de distribución de gas es suministrar gases según los datos de caudal y pureza directamente en el punto de uso en todas las máquinas e impresoras de fabricación digital 3D.

Una elección inadecuada de los equipos de distribución, regulación de los gases, o del tipo de unión entre tramos de tubería, puede contaminar los gases. De hecho, en un circuito no estanco pueden entrar el oxígeno y la humedad del aire debido al fenómeno de retrodifusión y complicar el trabajo.

Por lo tanto, toda la instalación de distribución debe ser cuidadosamente diseñada y realizada por profesionales, considerando los principales elementos como:

una reserva suficiente de gas disponible, para evitar el riesgo de interrupción de su producción, o la tensión de una entrega de última hora,
una selección de equipos de regulación de los gases adaptados a la pureza del gas utilizado,
una red de distribución adaptada al caudal y a la pureza del gas (montaje probado y verificado en estanqueidad que incluya tuberías, mangueras, conectores, válvulas, filtros y reguladores),
la ergonomía de la instalación para facilitar la rápida intervención de los servicios de mantenimiento.

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