Filtración de gases de combustión para láser Filtración de gases de combustión para procesos de la fabricación aditiva con láser

HYDAC - Su socio para la filtración de gases de combustión en la fabricación aditiva, especialmente para la tecnología SLM.

Filtración de gases de combustión para procesos de la fabricación aditiva con láserHYDAC - Su socio para la filtración de gases de combustión en la fabricación aditiva, especialmente para la tecnología SLM.

La fusión selectiva por láser (SLM - Selective Laser Melting) es un proceso de fabricación aditiva en el que las piezas de trabajo se producen capa por capa directamente a partir de un material en polvo.

En el proceso de SLM, el material en polvo se funde directamente en el punto de procesamiento por la energía térmica de un rayo láser. Para evitar que el material se oxide, la cámara de fusión se llena de un gas inerte. Durante el proceso de fusión, se producen humos en la zona de procesamiento de la máquina que pueden afectar al punto focal del láser. Por esta razón, los gases de combustión deben ser filtrados. Los polvos restantes son combustibles cuando reaccionan con el oxígeno. Además, los tamaños de las partículas del polvo son a veces tan pequeños que son respirables. Por lo tanto, de acuerdo con el estado actual de la técnica, cuando se cambia el filtro, se inunda con agua o se utiliza cal apagada para inertizarlo.

Desventajas de estos procedimientos:

  • A veces, la vida útil de los elementos filtrantes desechables es muy corta (la vida útil a menudo solo es suficiente para la producción de una sola pieza)
  • Elevados gastos corrientes para los filtros y la mano de obra necesaria para cambiarlos.
  • Un proceso de inertización laborioso al cambiar el filtro, ya que hay que desmontar toda la carcasa,
  • Los frecuentes cambios de filtro generan un gran volumen de eliminación.
  • La seguridad laboral no es satisfactoria.
  • limpiarla y enjuagarla con agua.

Optimización de la filtración con la innovadora solución de filtrado de humos de combustión para procesos láser de HYDAC

Nuestro cliente es un protagonista global entre los fabricantes de máquinas herramienta. Con sus soluciones, también atiende a la megatendencia de la fabricación aditiva, empleando el proceso de fusión selectiva por láser (SLM) en sus impresoras 3D para metales. Un reto importante es la filtración de los humos de combustión resultantes del láser.

La solución de filtración existente requería el cambio de los elementos filtrantes muy frecuentes, ya que se necesitaban nuevos elementos desechables para casi cada pieza de trabajo fabricada. Este hecho provocaba un gran y costoso volumen de desechos debido a los elementos filtrantes para los explotadores de las máquinas.
Otro inconveniente era la seguridad laboral precaria debido al riesgo de incendio por el polvo metálico en caso de reacción con el oxígeno durante el cambio del filtro. Además, el tamaño de las partículas es muy pequeño y respirable. Por lo tanto, era necesario inundar la carcasa del filtro con agua cada vez que se cambiaba el filtro. Después, había que desmontar la carcasa, enjuagarla con agua y limpiarla en un proceso que requería mucho tiempo. Un cambio de filtro tardaba hasta 2 horas con este método.

Todo el proceso del cambio de filtro era ineficaz y presentaba riesgos para la salud. Por ello, el cliente se dirigió a nosotros con los siguientes requisitos:

  • Mejorar la seguridad laboral

  • Desarrollar un sistema de filtración con una larga vida útil y un funcionamiento económico

  • Reducción de los elevados costes de eliminación para el usuario final

  • Un filtro de uso universal para todo tipo de material en polvo para la fabricación aditiva

A partir de esta definición de objetivos, elaboramos las especificaciones junto con el cliente. La prueba del primer prototipo del filtro de HYDAC se realizó directamente en las instalaciones del cliente, por supuesto con el apoyo de nuestros competentes expertos. Tras algunos ajustes, el cliente dio el visto bueno a la producción en serie.

FlushPACK – la solución de filtrado de gases de combustión de HYDAC para aplicaciones láser

HYDAC ha aceptado el reto de filtrar las partículas de humo del láser: el resultado es el sistema de filtrado innovador FlushPACK.

Principio de pasivación

Primero se filtran las partículas del gas inerte en el filtro de gas (1). Un acumulador de presión (3) cargado por un compresor (2) permite un proceso de lavado a contracorriente del filtro, por el que las partículas caen al fondo del mismo. Allí se aglutinan en un líquido de pasivación, que se aspira y se almacena en un recipiente separado (4). De este modo, las partículas quedan inmovilizdas. Opcionalmente, también se puede instalar un filtro HEPA (5).

El resultado

Debido a la pasivación de la suciedad directamente en el filtro, no hace falta ningún EPI (Equipo de Protección Individual) al cambiar el filtro. Al mismo tiempo, se aumentó la seguridad laboral del proceso. Gracias a la larga vida útil del filtro, el sistema de filtrado se puede operar de forma económica. El sistema de intercambio anula los elevados costes de eliminación - los filtros usados pueden devolverse a HYDAC. Debido al líquido de pasivación, el sistema de filtrado puede utilizarse para todo tipo de material en polvo. Incluso es posible cambiar el polvo metálico sin cambiar el filtro.

Cita del cliente:

"La larga vida útil de los filtros y la sencillez de su sustitución y eliminación nos han convencido tanto que incluso reequiparemos una máquina existente con el FlushPACK."

Sus ventajas de la solución de filtrado de humos FlushPACK para aplicaciones láser

Seguridad laboral

Más seguridad en el trabajo, gracias a la pasivación patentada de la suciedad reactiva, ahorro de los adicionales equipos de protección individual (EPI) y prevención del riesgo de incendio al cambiar los filtros.

Eliminación de residuos

Reciclaje más sencillo de los filtros usados, gracias al concepto de intercambio a través de HYDAC.

Reducción de costes

Reducción de los gastos operativos, gracias a la larga vida útil, al cambio rápido y seguro de los filtros y al ahorro de los costes adicionales de eliminación.

Mejora de la calidad de las piezas, gracias a la estabilidad de los parámetros del proceso (bajas temperaturas constantes y alta pureza del gas) así como a los ciclos de lavado a contracorriente inteligentes.

 

Filtros de uso universal para todos los materiales en polvo, gracias al concepto de filtración independiente del material.

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