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Caso de estudio: Cubo de prueba funcional multicaracterística

Acero inoxidable 316L | SLM | Espécimen de prueba compacto con canales internos y superficies marcadas

Aplicación de impresión 3D de metal

1. Antecedentes

Un equipo de ingeniería de calidad necesitaba un espécimen de prueba compacto y repetible para validar la capacidad del proceso SLM en múltiples geometrías a la vez. El espécimen debía incluir canales internos curvos (para la validación de flujo y de tomografía computarizada), una gama de tamaños de agujeros (para verificaciones de resolución y redondez), etiquetas de identificación marcadas en 3D en relieve (para trazabilidad) y características de montaje externas (para pruebas de utillaje en servicio). Un bloque de prueba mecanizado tradicional no podía ofrecer los canales internos y el texto marcado en 3D en la misma pieza.

2. El desafío

Los requisitos de diseño incluían:

· Canales internos curvos con giro de 90°, sin marcas de soporte en la superficie mojada

· Seis diámetros de agujero diferentes, de 1.5 mm a 10 mm, en una sola cara

· Etiquetas marcadas en 3D en relieve ('Test Note 2/3/4/5') en la cara frontal para trazabilidad

· Características de tuberías curvas externas en la parte superior para la integración en circuitos de flujo

· Envolvente compacta: cubo de ~70 mm, con un espesor mínimo de pared de 5 mm en cada característica interna

3. La solución

El cubo de prueba se diseñó como una sola pieza con canales internos curvos, seis tamaños de agujero diferentes en las caras laterales y etiquetas marcadas en 3D en relieve en la cara frontal, y luego se fabricó mediante fusión selectiva por láser (SLM) en acero inoxidable 316L en una sola construcción. Los canales internos se orientaron para que fueran autosoportantes durante la impresión, eliminando la necesidad de estructuras de soporte internas. El texto marcado en 3D se imprimió como caracteres en relieve en la misma construcción, lo que otorga a cada espécimen un identificador permanente e inalterable. Después de la impresión, el cubo se granalló con microesferas para obtener un acabado uniforme y las caras de los agujeros se dejaron tal como se imprimieron para la medición de la redondez.

 

Figura 1: Cubo de prueba de 316L impreso por SLM — vista frontal con etiquetas marcadas en 3D en relieve 'Test Note 2/3/4/5', patrón de agujeros lateral y características de tuberías curvas superiores

 

Figura 2: El mismo cubo de prueba desde el ángulo trasero — muestra los diámetros de los agujeros en la cara lateral, de 1.5 mm a 10 mm, y el acceso a la cámara interna

 

Figura 3: Vista en tres cuartos — envolvente compacta de 70 mm con las seis características de validación en una sola pieza

4. El resultado

· Espécimen de construcción única — canales internos + 6 tamaños de agujero + texto marcado en 3D en una sola pieza

· Etiquetas 3D permanentes — caracteres en relieve, no se pueden quitar ni lijar

· Canal interno curvo — geometría autosoportante, sin marcas de soporte en la superficie mojada

· Validación multicaracterística — prueba de flujo + tomografía computarizada + verificación de redondez en un solo espécimen

· Plazo de entrega: 2 semanas — desde el CAD hasta el espécimen terminado y granallado

· Reutilizable para control de calidad — estándar de calibración y validación de la capacidad de proceso

“Este único espécimen reemplazó tres bloques de validación separados. Nuestro panel de capacidad de proceso ahora está construido en torno a una sola pieza repetible.”

 

Material: Acero inoxidable 316L  |  Proceso: SLM / Impresión 3D de metal  |  Aplicación: Espécimen de prueba multicaracterística