AE6 - Aeronáutica

29 El principal punto de errores dimensio- nales durante la fabricación de estos álabes ha sido en el posicionamiento de la zona alabeada a fabricar por L-PBF sobre su base correspondiente mecanizada por diferentes procesos. TRATAMIENTO HIP EN PIEZAS ULTRALIGERAS Tradicionalmente, las estructuras de celosía, en inglés ‘lattice structures’, a escala micro y las piezas con formas complejas de paredes delgadas, se han considerado difíciles de fabricar mediante procesos convencionales. Sin embargo, la gran libertad geométrica inherente a los procesos de fabricación aditiva, ha permitido la materialización de diseños complejos, inalcanzables mediante cualquier otro método de fabricación. Por lo tanto, el proceso de fabricación idóneo para estas arquitecturas es la fabricación aditiva es la Fusión de Lecho de Polvo por Láser, en inglés ‘Laser Powder Bed Fusion’ (L-PBF). A pesar de que mediante el proceso aditivo de L-PBF se obtienen componentes con un alto grado de den- sificación, siempre se obtiene una porosidad intrínseca al proceso que, en ocasiones, es necesario eliminar mediante un tratamiento posterior, especialmente en el caso de componentes críticos y/o altamente soli- citados estructuralmente. Uno de estos tratamientos es el HIP (Hot Isostatic Pressing), el cual se basa en la densificación de polvos o fundiciones porosas y su sinterización en un entorno controlado a alta presión (100-200 MPa) y a alta temperatura (900-1.250 °C). Mediante este tratamiento se obtienen componentes más densos, al reducirse las imperfecciones internas, sin afectar, en un principio, a la forma del componente fabricado, pero reduciéndolo de forma equivalente en todo su volumen debido a la eliminación de la porosi- dad interna. El tratamiento de HIP no está indicado para piezas con un peso inferior a 500 g ya que en este tipo de piezas no se asegura una nula deformación geométrica debido a las altas presiones del proceso [2]. Es por esto que, en el marco del proyecto Qualyfam financiado por el programa Elkartek del Gobierno Vasco, se ha estudiado la influencia del tratamiento HIP en componentes metálicos con estructuras de celosía, con barras de un diámetro aproximado de 100 µm, fabricadas mediante L-PBF, (ver figura 6. a) y b). Los resulta- dos preliminares sugieren que el tratamiento HIP en componentes constituidos por micro-estructuras de celosía, y fabricados mediante el proceso de L-PBF, no resulta en una alteración notable de la geometría y, por tanto, no tiene un efecto significativo en su deformación geométrica. Se ha observado una pequeña diferencia en cuanto a longitud y diámetro de barras que puede ser debida a la eliminación de poros inter- nos y/o la integración/eliminación de las partículas parcialmente adheridas en la superficie. Por otro lado, en el en el marco del proyecto Apropos financiado por el programa Hazitek del Gobierno Vasco, se ha estudiado la influencia del tratamiento HIP en piezas esbeltas de pared delgada, de 500 µm de espesor, en diversas geometrías fabricadas mediante L-PBF (ver figura 6. c). En este caso, se han observado deformaciones geométricas, especialmente en piezas de pared delgada de contorno cerrado que se minimizan al introducir refuerzos entre las paredes del contorno. Cabe mencionar que las deformaciones sufridas durante el trata- miento de HIP han sido inferiores a las observadas durante el propio proceso de fabricación por L-PBF. Figura 6. a) y b) Imágenes obtenidas a partir del microscopio confocal de la micro-célula de la estructura de celosía: a) sin HIP, b) con HIP. c) Piezas de pared delgada tratadas por HIP. Con el objetivo de minimizar estos errores, se ha diseñado una plataforma especial con el mecanizado de las cajeras donde introducir las bases de los álabes y se ha ajustado el contorno de esas cajeras con la trayectoria del escáner que funde el polvo metálico en la máquina de L-PBF. Por último, una vez fabricadas las pie- zas, se ha escaneado el álabe completo para determinar sus tolerancias dimen-