Importancia de la gestión de materiales en polvo
En la impresión 3D de metal, el material en polvo es uno de los mayores costes, y normalmente representa entre el 30 % y el 50 % del coste de la pieza. Al mismo tiempo, la calidad del polvo influye directamente en la calidad de la pieza impresa; una gestión inadecuada del polvo puede provocar problemas graves como porosidad, inclusiones y disminución de las propiedades mecánicas. Este artículo, desde cuatro dimensiones —recepción de polvo nuevo, control de uso, recuperación de polvo usado y mezcla de polvos—, expone de forma sistemática los métodos de gestión de los materiales en polvo.
Inspección de recepción del polvo nuevo
1. Elementos de inspección al ingreso
| Elemento de inspección | Método de inspección | Requisito estándar | Frecuencia de inspección |
|---|---|---|---|
| Distribución granulométrica | Analizador láser de partículas | D10, D50 y D90 cumplen con la especificación | Cada lote |
| Contenido de oxígeno | Analizador de oxígeno y nitrógeno | ≤ lo exigido por la especificación del material | Cada lote |
| Contenido de nitrógeno | Analizador de oxígeno y nitrógeno | ≤ lo exigido por la especificación del material | Cada lote |
| Fluidez | Medidor de flujo Hall | ≤ lo exigido por la especificación (s/50 g) | Cada lote |
| Densidad aparente | Medidor de densidad | Cumple con los requisitos de la especificación | Cada lote |
| Morfología | Microscopio electrónico de barrido | Esfericidad ≥ 90% | Nuevo proveedor/periódicamente |
| Composición química | ICP/espectrometría de lectura directa | Cumple con los requisitos del grado de material | Nuevo proveedor/periódicamente |
2. Gestión de proveedores
- Evaluación de admisión del proveedor: calificaciones, equipos, sistema de control de calidad
- Prueba en pequeños lotes: verificar la idoneidad del polvo en el equipo
- Lista de proveedores aprobados: los proveedores que superen la evaluación se incluyen en la lista
- Auditoría periódica: auditoría anual del sistema de calidad del proveedor
- Evaluación del desempeño del proveedor: entrega, calidad, servicio
3. Proceso de recepción en almacén
- Verificar la documentación del proveedor: certificado del material, informe de ensayo
- Muestreo e inspección: inspeccionar uno por uno según los elementos de inspección
- Ingreso al almacén tras inspección conforme: colocar etiqueta de ingreso y registrar en el libro de control
- Gestión de no conformidades en la inspección: devolución o negociación de solución con el proveedor
- Registro de ingreso: número de lote, cantidad, proveedor, resultados de la inspección
Control durante el uso
1. Almacenamiento del polvo
- Entorno de almacenamiento: seco, protegido con gas inerte (argón)
- Contenedores de almacenamiento: recipientes herméticos, identificación clara
- Monitoreo ambiental: temperatura, humedad y concentración de oxígeno
- Plazo de almacenamiento: usar dentro del plazo establecido; si se supera, debe volver a inspeccionarse
- Ubicación de almacenamiento: almacenamiento por zonas para evitar mezclas
2. Gestión de retiro/uso
- Solicitud de retiro: completar la orden de retiro, indicando lote y cantidad
- Primero en entrar, primero en salir: priorizar el uso del polvo con fecha de ingreso más antigua
- Registro de retiro: persona que retira, fecha, uso, equipo
- Registro del remanente: inventario periódico para conocer la dinámica del inventario
3. Control del proceso de impresión
- Inspección antes del uso: estado del polvo, si hay aglomeración o contaminación
- Control de la cantidad de polvo añadida: calcularla según la cantidad de piezas a imprimir para evitar excesos
- Monitoreo del contenido de oxígeno: durante la impresión, vigilar el contenido de oxígeno en la cámara de fabricación
- Monitoreo de temperatura: control de la temperatura de precalentamiento del polvo
- Tamizado: antes de cada uso, tamizar para eliminar partículas grandes y cuerpos extraños
4. Registros de uso
- Número de lote utilizado: registrar el lote de polvo usado en cada impresión
- Registro de cantidad utilizada: cantidad real usada, cantidad recuperada
- Equipo utilizado: registrar el número de equipo empleado
- Tiempo de uso: hora de inicio, hora de fin
- Registro de anomalías: condiciones anómalas del polvo durante el proceso de impresión
Tratamiento del polvo recuperado
1. Proceso de recuperación
- Recuperación tras finalizar la impresión: recoger el polvo no fundido
- Tamizado: mediante una malla de la granulometría adecuada
- Separación magnética: eliminar posibles cuerpos extraños metálicos
- Protección en almacenamiento: almacenar protegido con gas inerte
- Gestión de identificación: marcar el número de lote original, fecha de recuperación y número de recuperaciones
2. Inspección del polvo recuperado
| Elemento de inspección | Frecuencia de inspección | Aspectos a vigilar |
|---|---|---|
| Contenido de oxígeno | Cada lote/periódicamente | Si aumenta el contenido de oxígeno |
| Distribución granulométrica | Periódicamente | Si aumenta la proporción de finos |
| Fluidez | Periódicamente | Si la fluidez disminuye |