¿Cómo pueden alisarse las superficies impresas en 3D? Una visión general del papel que puede desempeñar el recubrimiento de superficies en esta tarea.
La necesidad de posprocesar los componentes metálicos impresos en 3D se ha descrito en numerosas publicaciones y pronto llenará un libro entero publicado por Leuze Verlag. Los fenómenos superficiales específicos del método durante la impresión en 3D dan lugar a un aumento de la rugosidad, un aspecto mate y menos decorativo y fenómenos de solidificación (irregularidades en forma de gota en la parte inferior de los componentes, conocidas como efecto de piel descendente). Existen numerosos métodos para eliminar estas irregularidades. La gama de métodos abarca desde procesos mecánicos, químicos y electroquímicos hasta el postprocesado con láser. Sin embargo, los componentes de fabricación aditiva rara vez se recubren o anodizan. Esto se debe en parte a los materiales utilizados (por ejemplo, alto contenido en silicio) y en parte a las aleaciones preciosas (y por tanto caras) que se emplean.
¿El revestimiento como tratamiento posterior?
Debido al proceso, las superficies de los componentes metálicos impresos en 3D son rugosas y desiguales (Foto: EGM)El método de impresión en 3D tiene sus raíces en la producción de prototipos. El postprocesado original se organizaba en consecuencia y consistía en una secuencia de diversos pasos de procesamiento manual. Sólo con la creciente relevancia de una aplicación industrial se establecieron métodos de postprocesado más complejos, como el granallado, el pulido en tambor o el electropulido, a menudo en una combinación de varios métodos. Comenzó una carrera por conseguir la superficie más lisa, que a menudo sólo podía lograrse con un enorme gasto de tiempo y dinero. A día de hoy, el postprocesado representa una parte importante de los costes totales de un producto fabricado mediante AM. A medida que aumentaba la producción en serie, estos costes pasaron a ser más importantes y se establecieron las primeras soluciones automatizadas. La parte del postprocesado en los costes de fabricación siguió siendo significativa. Los primeros enfoques del postratamiento electroquímico (electropulido, procesos electroquímicos dinámicos) apenas cambiaron esta situación. Curiosamente, el material para la impresión 3D se selecciona en función de la aplicación. Esto se aplica no sólo a las propiedades mecánicas, sino también cada vez más a las propiedades superficiales. Así, se consigue una buena resistencia a la corrosión utilizando aleaciones muy preciosas (y caras). El uso de aleaciones de titanio no es infrecuente en la fabricación aditiva. El enfoque lógico para la producción en serie de combinar materiales más baratos con un acabado galvánico posterior no parece (todavía) venir a cuento.
Del revestimiento plástico a la capa galvánica funcional
Impulsados por el diseño (por ejemplo, en la construcción de muebles) o por requisitos técnicos (por ejemplo, en el campo de la tecnología médica), actualmente existen varios enfoques para afinar aún más el aspecto resultante mediante la aplicación de capas. El pionero aquí es una vez más el campo de los plásticos, que ya se ha abierto camino con éxito en la producción en serie en la fabricación aditiva. Las ventajas de la metalización para crear superficies metálicas sobre polímeros son múltiples y se utilizan cada vez con más frecuencia. La impresión 3D metálica aún está un poco lejos de la producción en serie. En este caso, los fabricantes pueden esperar cantidades de producción que normalmente se clasificarían como pequeñas series. Sin embargo, el camino hacia la producción en serie parece estar predeterminado también en este caso, y con él la sensibilidad a los costes. Al igual que en la fabricación tradicional, el material adquiere de repente mayor relevancia y los costes de postprocesado se vuelven críticos. El ahorro en la aleación impresa (por ejemplo, acero en lugar de titanio) y la transferencia de funcionalidad a la superficie parecen de repente evidentes. Pero si se aplica una capa galvánica en el último paso, ¿hasta qué punto es necesario optimizar el tratamiento previo de la superficie?
Utilización de la tecnología de superficie galvanoplástica establecida en la producción en serie
Las capas galvánicas pueden nivelar hasta cierto punto los defectos de la superficie. Incluso los desniveles más pequeños pueden nivelarse utilizando capas adecuadas. Y aquí es donde la cosa se pone interesante, ya que de repente el acabado deja de ser necesario hasta en las superficies más lisas. Por supuesto, en un primer paso hay que eliminar los defectos gruesos (mecánicamente), pero después ya no es necesario pulir. Los componentes pueden someterse directamente a activación química y galvanoplastia. El aspecto óptico, el brillo metálico, se crea mediante el recubrimiento. Además, la funcionalidad de la superficie puede ajustarse mediante la elección (y el grosor) del revestimiento. Al igual que con los procesos de producción convencionales, el revestimiento puede proteger contra la corrosión, aumentar la dureza de la superficie y mejorar la resistencia al desgaste sin tener que recurrir a materiales base caros. No siempre es posible revestir interiores, pero a veces puede conseguirse mediante procesos sin electrodos o con la ayuda de electrodos auxiliares (impresos). Se puede prescindir de una gran parte del laborioso tratamiento posterior y sustituirlo por procesos de galvanoplastia que han sido probados y optimizados durante décadas y, por tanto, también optimizan los costes. Y si se requiere una rugosidad superficial muy baja, puede añadirse fácilmente un paso de electropulido en la cadena de galvanoplastia. En este sentido, la tecnología de galvanoplastia puede facilitar la producción en serie en el sector AM y conducir a una situación beneficiosa para ambas partes.
