Nanotune3D

Desarrollo del flujo de trabajo completo para producir y utilizar un nuevo aliado a base de Ti nanomodificado para la fabricación aditiva en aplicaciones especiales

Financiador

Número de expediente: 130192
Programa: NMP

Partners

• Aidimme

• Laurentia technologies

• Zoz GmbH

• Universitat Politecnica de València

• Vito – Vision on Technology

• APR

• TWI

• TLS Technik Spezialpulver

• Ceit

Resumen

En este proyecto se ha investigado sobre la capacidad de fabricar piezas mediante Additive Manufacturing constituidas por una aleación de titanio que contiene una dispersión de partículas cerámicas de tamaño nanométrico. El proyecto abarca desde la fabricación del polvo (con las partículas cerámicas incluidas en él) hasta la fabricación de piezas destinada a aplicaciones aeronáuticas. El papel fundamental del CEIT se centra tanto en la obtención de las partículas compuestas metálicas-cerámicas mediante atomización como en la caracterización microestructural y mecánica de los materiales fabricados por AM.

El principal objetivo de este proyecto consiste en desarrollar un nuevo material compuesto, basado en el procesamiento de polvo metálico que se utilizará como materia prima, para la obtención de piezas mediante la Fabricación Aditiva utilizando SLM o EBM. Este polvo se basa en aleaciones de Ti6Al4V modificadas mediante la introducción de una dispersión de partículas de tamaño nanométrico con la intención de fabricar aleaciones que presenten un mejor comportamiento mecánico que las aleaciones estándar sin partículas. Se pretende obtener un incremento de las propiedades a tracción de más de un 30-40%, dureza, resistencia a fatiga y al desgaste entre 20 y 30% y mejorar sus propiedades a elevada temperatura entre 15 y 25% sin necesidad de incrementar el peso de los componentes. Los principales objetivos parciales del proyecto son:

• Definir el concepto de nano-partículas recubiertas “core-shell particles” que se incluirán en una matriz de Ti6Al4V prestando particular atención a la interacción entre el metal base y las partículas tomando en cuenta también las medidas de seguridad necesarias en el manejo de nano-partículas.

• Desarrollar métodos fiables para la fabricación de las partículas recubiertas tanto a escala laboratorio como piloto-industrial.

• Desarrollar dos rutas de fabricación del material NANOTUNR3D basados en los métodos más utilizados para la producción de polos metálicos: Atomización por gas (GA) y atomización por gas de un electrodo (EIGA). Por exigencias industriales en ambos casos se intentará producir partidas de polvo en el orden de cientos de kilogramos. En este contexto:

  • Rediseñar el sistema de atomización (DIE) para que permita la inclusión de las nano-partículas recubiertas en el metal fundido durante la producción de polvos.

  • Desarrollar sistemas de mezclado que garanticen una distribución uniforme de nano-partículas en el lingote o barra que sirve de electrodo en el sistema EIGA.

  • Determinar los parámetros óptimos de procesamiento mediante SLM y EBM de este nuevo material compuesto Ti6Al4V-reforzado con nano-partículas.