Evaluación de la sobreacumulación de material en los cambios de dirección durante el proceso de aporte por láser mediante un modelo integral

Resumen

El modelado del proceso de aporte es una herramienta muy útil en la determinación de las condiciones y estrategias de aporte óptimas, reduciendo la parte experimental necesaria para la puesta a punto del proceso, así como la realización de ensayos prueba-error. Pese a que el aporte de líneas rectas y su superposición no presenta gran dificultad, la necesidad de generar geometrías complejas requiere del empleo de estrategias complicadas que implican la interpolación simultánea de los ejes de la máquina que controla la cinemática del proceso de aporte. Como consecuencia de ello, la velocidad de avance real en la zona de aporte puede diferir de la programada y la geometría del cordón generado será diferente a la esperada. Es por ello que se hace necesario el poder modelar la influencia que tiene esta variación de velocidad en la estabilidad del proceso de aporte y, por consiguiente, en la geometría de la pieza resultante. Con el objetivo de afrontar este reto, en el presente trabajo se ha desarrollado un modelo integral del proceso de aporte que permite determinar la influencia que tiene la cinemática de la máquina en la geometría de la pieza resultante. Asimismo, la metodología propuesta tiene en cuenta el modelado del flujo de partículas dentro de la boquilla de aporte, el calentamiento de las partículas por la interacción con el haz láser, la generación de un baño fundido, así como la inyección del material en forma de polvo y su posterior solidificación.