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

• JON IÑAKI ARRIZUBIETA ^[1] ; JOSÉ EXEQUIEL RUIZ ^[1] ; MAGDALENA CORTINA ^[1] ; ENEKO UKAR ^[1] ; AITZOL LAMIKIZ ^[1]
  1. [1] Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea

     Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea

     Leioa, España

     
• Localización: Revista iberoamericana de ingeniería mecánica, ISSN 1137-2729, Vol. 22, Nº 2, 2018, págs. 3-12
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Evaluation of the material over-accumulation in direction changes during laser material deposition by means of a holistic model
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• Resumen
  • español

    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.

  • English

    The modeling of the Laser Material Deposition process is a useful tool when determining the process parameter values and optimum strategies, what results in a reduction of the required experimental work as well as the trial-and-error tests. Despite the generation of straight lines and their superposition does not represent much difficulties, the necessity to generate complex geometries requires the usage of complex strategies and this involves the simultaneous interpolation of various axes of the machine. Consequently, the real velocity during the deposition process may differ from the programmed value and the resulting geometry of the clad would be different from that expected. Therefore, it is mandatory to model the influence of the velocity variation in the process stability, and thus, the resulting geometry of the part. With the aim of solving this issue, in the present research work a holistic model that evaluates the influence of the machine kinematics in the final shape of the clad is developed. Moreover, the proposed methodology considers the particle flow inside the cladding head, the heating of the powder particles due to their interaction with the laser beam, the generation of the melt pool, the addition of the filler material and the following solidification..