En el marco del proyecto COAX se han realizado dos nuevos diseños de boquillas de polvo para aplicaciones Laser DED. El proyecto, titulado “Desarrollo de dos nuevas familias de cabezales DED para su aplicación en procesos de aplicación láser de materiales de alta reactividad y recubrimientos multimaterial” y referencia Ref. PDC2021-121042-I00, es financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España.
Investigadores del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad del País Vasco han diseñado dos nuevas boquillas para Deposición de Energía Directa de Polvo Láser (L-DED), una popular técnica de fabricación aditiva. L-DED implica el uso de un láser para derretir y fusionar polvos metálicos o cerámicos en formas sólidas, capa por capa.
La primera boquilla está diseñada para su uso con titanio y aleaciones altamente reactivas, con las que es muy difícil trabajar debido a su tendencia a reaccionar con el oxígeno de la atmósfera y formar compuestos intermetálicos quebradizos. La nueva boquilla introduce un flujo de gas inerte adicional que reduce el riesgo de oxidación y contaminación durante el proceso L-DED.
La segunda boquilla está diseñada para su uso con materiales cerámicos y para aplicaciones de revestimiento de múltiples materiales, que se están volviendo cada vez más populares en campos como la industria aeroespacial, automotriz y de herramientas debido a su alta dureza y resistencia térmica. La nueva boquilla presenta una geometría diseñada específicamente que permite un control preciso de la distancia focal de los polvos de materiales con diferente densidad, lo que da como resultado una mezcla más suave y uniforme de flujos de polvo de múltiples materiales.
Ambos diseños se han obtenido con la ayuda de simulaciones numéricas CFD desarrolladas a lo largo del proyecto. El modelo considera la combinación de flujos de gas, inyección de partículas de polvo con una distribución granulométrica definida y atmósferas de diferentes gases.