RECUBRIMIENTOS 10 1. Optimización de parámetros de L-DED La parametrización en un proceso de L-DED es muy sensible y tiene un efecto directo sobre el resultado del proceso. Modificaciones en estos parámetros pueden ocasionar aparición de poros, grietas, cambios en el espesor del recargue y, por supuesto, distintos grados de dilución. Por ello, condiciones como la potencia de láser, tamaño del spot, velocidad de paso de láser, flujo de polvo, etc. han de ser optimizadas y fijadas previamente para el proceso específico que se va a realizar. 2. Cálculo de coeficientes de dilución Una vez fijada la parametrización óptima para el proceso de L-DED específico, el próximo paso es el de medir el grado de dilución que se da en este proceso. Para ello se realiza un proceso de L-DED de referencia, recargando un substrato con el material de recargue en las condiciones optimizadas para el objetivo perseguido. La muestra resultante es empleada para medir la dilución ocurrida. Con este fin, pueden aplicarse dos estrategias: por una parte, es posible tomar una micrografía (corte perpendicular respecto a la dirección de recargue) de la pieza fabricada para medir el área de dilución: muestra de ello es la imagen 1. Por otra parte, también se puede determinar el grado de dilución midiendo la composición química de la capa de recargue obtenida. En este caso, a través de un balance de masas con las composiciones del material de recargue (316 (SS) en el caso de estudio concreto) y el substrato (42CrMo4 (BS)), se calculan los coeficientes de dilución (R[%X]) obtenidos para cada elemento (ver ecuación 1 e imagen 2). 3. Cálculo de la composición química del Polvo de Compensación En este punto ya es posible calcular la composición química del polvo de compensación para contrarrestar la dilución en este proceso específico. Para ello, y en base a la ecuación 2, se calcula la composición química para cada elemento a partir de su coeficiente de dilución. Previamente, es necesario establecer el parámetro Z, es decir, el ratio entre el material de recargue (316) y el polvo de compensación que se va a emplear en el proceso de fabricación final. Para este caso de estudio, se ha fijado un ratio del 10%; sin embargo, en casos con coeficientes de dilución muy altos puede ser necesario aumentar este ratio para contrarrestar la dilución de forma efectiva. En la tabla 1 se muestra la composición de polvo de compensación calculada. FABRICACIÓN DEL POLVO DE COMPENSACIÓN Una vez diseñada la composición química objetivo del polvo de compensación, el siguiente paso consiste en fabricar la cantidad necesaria de este polvo. En el presente caso, el polvo de compensación ha sido fabricado en las instalaciones de Azterlan, siguiendo los pasos que se detallan a continuación. Imagen 3. Horno de vacío en la Unidad de Tecnologías Avazadas de Azterlan. Tabla 1. Composiciones químicas del substrato (BS), polvo de recargue (SS), recargue de referencia (SSC), coeficientes de dilución para cada elemento y polvo de compensación (CP). % C % Si % Mn % Cr % Ni % Mo % Fe Substrato (42CrMo4) 0.42 0.20 0.75 1.10 0.00 0.22 97.31 Recargue (316) 0.01 2.30 1.49 17.00 12.00 2.95 64.25 Recargue de referencia 0.04 2.10 1.28 15.10 10.80 2.63 68.02 Coeficiente de Dilución (R[%X]) 12.63 9.50 1.28 15.1 10.80 2.63 68.02 Polvo compensación 0.00 4.50 4.09 38.40 25.10 6.41 21.50
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