Evaluación de las propiedades tribológicas de materiales compuestos de matriz metálica (MMCs) procesados por técnicas de fabricación aditiva con haz láser (SLM)

Abstract

Este artículo puede compartirse bajo la licencia CC BY-ND 4.0 y se referencia usando el siguiente formato: E. Martínez, O. A. González-Estrada, A. Martínez, "Evaluación de las propiedades tribológicas de materiales compuestos de matriz metálica (MMCs) procesados por técnicas de fabricación aditiva con haz láser (SLM)", UIS Ingenierías, vol. 16, no. 1, pp. 101-114, Enero-Junio 2017. RESUMENEn este artículo se investigaron las propiedades mecánicas y tribológicas de materiales compuestos de matriz de acero (acero inoxidable 316L reforzado con partículas cerámicas Cr3C2) procesados por tecnologías de fabricación aditiva de fusión selectiva con láser (SLM). Se estudió el comportamiento a desgaste con el ensayo "pin-on-disk" a temperatura ambiente y se observó la superficie desgastada mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). Los resultados indicaron que el coeficiente de fricción no tiene una tendencia clara o relación directa cuando se varía el porcentaje de refuerzo mientras que la tasa de desgaste disminuye con el aumento del contenido de refuerzo. Las mejores propiedades se obtuvieron con un 6% en peso de refuerzo. PALABRAS CLAVE:Ensayo "pin-on-disk", Coeficiente de fricción, Tasa de desgaste, Materiales compuestos de matriz metálica (MMCs), Fabricación aditiva (AM), Fusión selectiva con láser (SLM), Superficie de desgaste modelo. ABSTRACTThe mechanical and tribological properties of steel matrix composites (316L stainless steel reinforced with Cr3C2 ceramic particles) were investigated. The steel matrix composites (SMC) with three reinforcing percentages (3, 6, and 9 wt.%) were manufactured by Additive Manufacturing technologies (SLM: Selective Laser Melting). The wear behaviour was studied by using a pin-on-disk wear test at room temperature. The worn surface was analysed using Scanning Electron Microscopy (SEM). The results indicated that the friction coefficient does not have a clear tendency or direct correlation with the reinforcement variation while the wear rate decreases with increasing content of reinforcement. The better properties combination were achieved with 6 wt.% of reinforcement.

Evaluation of Tensile Properties and Damage of Continuous Fibre Reinforced 3D-Printed Parts

“…Nowadays, the 3D printing industry is growing fast, and moving from the segment of rapid prototyping (RP) and marketing to include fully functional machine parts, leading to a new industrial revolution [1], [2]. Most popular 3D printing technologies include: fused deposition modelling (FDM), selective laser melting (SLM), stereolithography (STL), laminated object manufacturing (LOM) [3], and are available for printing polymers [4], [5] and metals [6], [7].…”

“…Nowadays, the 3D printing industry is growing fast, and moving from the segment of rapid prototyping (RP) and marketing to include fully functional machine parts, leading to a new industrial revolution [1], [2]. Most popular 3D printing technologies include: fused deposition modelling (FDM), selective laser melting (SLM), stereolithography (STL), laminated object manufacturing (LOM) [3], and are available for printing polymers [4], [5] and metals [6], [7]. Several authors have worked on the evaluation of the dimensional accuracy and the mechanical properties of parts manufactured by FDM, both in industrial and desktop printers [4], [8]- [11], desktop printers usually using ABS, polycarbonate (PC) or polylactic acid (PLA) as thermoplastic raw materials [12].…”

Most used materials in additive manufacturing in the metalworking sector: A systematic review

“…Otra es la fabricación de piezas y/o accesorios para algunos productos, en donde se utiliza a los objetos producidos por medio de la fabricación aditiva para completar a los productos hechos por la manera tradicional [11]. La tercera es la Personalización de productos, [13] dice que a veces los productos que requerimos son difíciles de producir de una forma tradicional, gracias a lo flexible que puede ser diseñar un producto según las dimensiones y características de lo que se quiere obtener. En el siguiente gráfico, se presenta un resumen de la cantidad de artículos analizados según la aplicación que se le puede dar a la fabricación aditiva: La fabricación aditiva, por el momento, no puede sustituir a la fabricación tradicional en masa, ya sea por el grado de complejidad del producto y qué material utiliza para fabricarlo; pero si se puede usar para complementar a esta, referenciado por [16]…”

Daño en partes de manufactura aditiva reforzadas por fibras continuas

“…Existen otros materiales que emplean matrices de otro tipo como, p. ej., materiales compuestos funcionalmente graduados (FGCM) [13], materiales cerámicos de matriz metálica [14], [15], etc., utilizados en la industria aeroespacial, equipos biomédicos e industriales.…”