Primer compuesto de diamante impreso en 3D del mundo

Redacción
Jueves, 30 Mayo 2019
Primer compuesto de diamante impreso en 3D del mundo - impresoras 3D

El diamante es más duro que cualquier otra cosa en la naturaleza. Es un componente clave en una gran variedad de herramientas resistentes al desgaste en la industria, pero como es tan difícil y complicado de mecanizar, es casi imposible crear con el mismo formas complejas. 

Para resolver esto, Sandvik ha desarrollado un proceso patentado que hace posible la impresión en 3D de un compuesto de diamante, lo que significa que este material súper duro ahora puede imprimirse en formas muy complejas, y por lo tanto puede revolucionar la forma en que las industrias utilizan el material natural más duro del planeta. 

Hasta ahora, la producción de materiales de diamante súper duro solo ha permitido formar algunas configuraciones geométricas simples. Mediante el uso de fabricación aditiva y un método de posprocesamiento patentado a medida, Sandvik ha logrado imprimir en 3D compuestos de diamante que pueden adoptar casi cualquier forma.

La diferencia entre el diamante de Sandvik y el diamante natural o sintético es que Sandvik es un material compuesto. La mayor parte del material es diamante, pero para que sea imprimible y denso debe ser cementado en una matriz muy dura, manteniendo las propiedades físicas más importantes del diamante puro.

Gracias a la especialización de Sandvik en la fabricación aditiva ahora se pueden crear componentes de diamante listos para la aplicación, en formas muy complejas, sin la necesidad de maquinado adicional. Esto abrirá la posibilidad de usarlo en aplicaciones que antes se consideraban imposibles.

"Históricamente, la impresión 3D de diamante era algo que ninguno de nosotros imaginaba que era posible", explicó Anders Ohlsson, Gerente de Entregas de Sandvik Additive Manufacturing. “Incluso ahora estamos empezando a comprender las posibilidades y las aplicaciones que podría tener este avance", añadió.

“Al ver su potencial, comenzamos a preguntarnos qué otra cosa sería posible con la impresión 3D de formas complejas en un material que es tres veces más rígido que el acero, con una conductividad térmica mayor que la del cobre, la expansión térmica cercana a Invar y con una densidad cercana al aluminio. Estos beneficios nos hacen creer que se verá este compuesto de diamante en nuevas aplicaciones industriales avanzadas que van desde piezas de desgaste a programas espaciales, en solo unos años a partir de ahora ".

"El proceso de fabricación de aditivos utilizado es muy avanzado", explicó Mikael Schuisky, Director de I + D y Operaciones de Sandvik Additive Manufacturing. “Estamos imprimiendo en una suspensión que consiste en polvo de diamante y polímero usando un método llamado estereolitografía, donde se producen las partes complejas, capa por capa, utilizando luz ultravioleta".

Sin embargo, el paso después de la impresión en 3D es aún más exigente. Aquí es donde Sandvik ha desarrollado un método de posprocesamiento patentado a medida que permite alcanzar las propiedades exactas del compuesto de diamante súper duro.

“Este paso fue extremadamente complicado. Sin embargo, después de extensos esfuerzos de investigación y desarrollo y varios ensayos, logramos tomar el control del proceso y creamos el primer compuesto de diamante impreso en 3D ".

"Fue increíble ver lo que podemos lograr cuando combinamos la experiencia líder de Sandvik en tecnología de materiales con nuestras sólidas capacidades en la fabricación de aditivos y el procesamiento posterior", comentó Mikael Schuisky. "Tenemos algunos de los principales expertos del mundo tanto en materiales como en fabricación aditiva, que en un caso como este puede beneficiar a muchas industrias en todo el mundo, lo que hace posible el uso de diamantes en aplicaciones y formas nunca antes concebidas".

"En lugar de buscar desarrollar materiales completamente nuevos, hoy en día el gran impulso dentro de la industria implica la reestructuración a menudo radical de los materiales existentes", dijo Annika Borgenstam, profesora del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales del Instituto Real de Tecnología KTH de Estocolmo.       

"El uso de nuevos procesos revolucionarios, como la fabricación aditiva, abrirá formas completamente nuevas de usar los mismos tipos de materiales que tenemos hoy en día, al construir las propiedades que necesitamos".

“El compuesto de diamante impreso en 3D de Sandvik es una verdadera innovación. Significa que podemos comenzar a usar el diamante en aplicaciones y formas que nunca antes se habían concebido ”, dijo Susanne Norgren, profesora adjunta en Ciencias de Materiales Aplicados de la Universidad de Uppsala. "Imagínese lo que podría hacer en las industrias, cuando sea posible imprimir cualquier cosa, en cualquier forma, en diamante".

Otra ventaja clave de la fabricación aditiva es que permite a los ingenieros minimizar el desperdicio de material, haciendo que la tecnología sea más sostenible. El polvo de diamante en el proceso de Sandvik se puede extraer del polímero en la suspensión después de la impresión, y luego se puede reciclar y reutilizar en otro trabajo de impresión.

El compuesto de diamante se ha probado y se ha encontrado que tiene una dureza extremadamente alta, una conductividad térmica excepcional, al tiempo que posee una densidad térmica muy buena, una expansión térmica muy buena y una resistencia a la corrosión fantástica.

“Ahora tenemos la capacidad de crear sólidos compuestos de diamante en formas muy complejas a través de la fabricación aditiva, que fundamentalmente cambiará la forma en que las industrias podrán usar este material. A partir de ahora, el único límite a la forma en que este material súper duro puede moldearse y usarse es la imaginación del diseñador ”, concluyó Mikael Schuisky.

                                                                                                                                                                                                                                                

Etiquetado como: Diamante
Aplicación: Tecnología