es.wedoany.com Noticia: Investigadores del Instituto IMDEA Materiales han publicado recientemente un estudio en la revista Additive Manufacturing que explora los mecanismos de cristalización de la aleación Finemet producida mediante el proceso de fusión con láser en lecho de polvo. Este estudio proporciona una nueva perspectiva para comprender cómo los parámetros del proceso afectan la microestructura de los componentes magnéticos blandos de vidrio metálico. Los resultados se obtuvieron en el marco del proyecto Horizon Europe AM2SoftMag.
Los vidrios metálicos (metales amorfos) han llamado la atención debido a su combinación de resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y propiedades magnéticas. Entre ellos, la aleación Finemet tiene potencial de aplicación en campos relacionados con la energía, como transformadores, inductores y motores. El cuello de botella para la adopción generalizada de estos materiales radica en la dificultad para mantener su estructura amorfa o nanocristalina al producir componentes de gran tamaño con geometrías complejas. Aunque el proceso de fusión con láser en lecho de polvo ofrece una ruta alternativa a la fabricación tradicional, las condiciones térmicas extremas del proceso pueden inducir la cristalización de la microestructura de hierro-silicio en Finemet, lo que afecta directamente la eficiencia magnética, la resistividad eléctrica y el comportamiento mecánico del componente final.
El equipo de investigación empleó una estrategia de doble escaneo con velocidad de escaneo variable para controlar las condiciones térmicas durante la impresión y analizar su impacto en la microestructura. El estudio encontró que los microcristales formados a través de este proceso varían en tamaño desde decenas hasta cientos de nanómetros, siendo más grandes y con una distribución menos uniforme que los generados por el proceso tradicional de recocido de cintas fundidas por hilatura. La cristalización puede ocurrir durante la solidificación rápida del baño de fusión bajo condiciones de enfriamiento específicas, o dentro de la zona afectada por el calor formada por escaneos láser posteriores. También se observó una pequeña cantidad de dendritas en los bordes del baño de fusión, cuyo tamaño disminuye con una mayor tasa de enfriamiento.
Saumya Sadanand, investigadora principal del Instituto IMDEA Materiales, declaró: "Este trabajo demuestra que, para fabricar materiales compuestos nanocristalino-amorfos con geometrías complejas y adecuados para su uso como componentes de motores pasivos mediante fusión con láser en lecho de polvo, la selección de parámetros debe apuntar a reducir la tasa de enfriamiento. Esto ayuda a aumentar la tasa de nucleación, suprimir la formación de granos grandes y limitar la formación de nanocristales a la zona afectada por el calor."
El estudio señala además que el gradiente térmico y la cinética de enfriamiento tienen un impacto significativo en los mecanismos de nucleación y crecimiento. Comprender estos mecanismos es crucial para garantizar la estabilidad y el rendimiento de los vidrios metálicos y ampliar su rango de aplicaciones prácticas. Esta investigación fue realizada por el Grupo de Metalurgia Sostenible del Instituto IMDEA Materiales bajo la dirección de la profesora Teresa Pérez Prado, con la colaboración de la Universidad del Sarre, la Universidad Rey Juan Carlos y la Universidad Técnica de Berlín.
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