Sinterización
La sinterización es un proceso de fabricación de piezas sólidas moldeadas. Consiste en compactar a alta presión varios polvos metálicos y / o cerámicos mezclados homogéneamente y, una vez compactados, realizar un tratamiento térmico a una temperatura inferior a la de fusión de la mezcla, obteniéndose una pieza consolidada y compacta.
Este procedimiento de fabricación proporciona una gran cohesión de los polvos, creando enlaces fuertes entre las partículas, que acaban uniéndose en un solo bloque con la forma de un molde determinado.
La sinterización se utiliza de forma generalizada para producir formas cerámicas de berilio, alúmina, ferrita, titanato y circanatos. En la sinterización, las partículas, mediante coalescencia por difusión, continúan en estado sólido a pesar de la alta temperatura, siempre que esta permanezca por debajo del punto de fusión del compuesto al que se quiere dar forma. En el proceso, la difusión atómica tiene lugar entre las superficies de contacto de las partículas para que resulten unidas químicamente, formando un solo bloque.
Ventajas de la sinterización
Con este proceso se consiguen piezas con características de materiales metálicos y / o cerámicos, imposibles de conseguir mediante métodos tradicionales (gran parte de las características obtenidas a partir de la sinterización no se pueden obtener mediante el procedimiento de la fundición), se alcanzan formas complejas, imposibles de obtener mediante métodos basados en el arranque de viruta y se producen piezas sin material sobrante (no hay viruta, ni otros desechos) por lo que algunas personas califican la sinterización como un proceso de fabricación "verde".
Las piezas obtenidas mediante el sinterizado son porosas y estos poros permiten un eventual recubrimiento superficial resistente al desprendimiento y la posibilidad de ser rellenados con elementos lubricantes (consiguiéndose piezas autolubrificadas), dado que dichos elementos quedan firmemente fijados gracias a estos poros.
Las piezas sinterizadas son más ligeras (pesan habitualmente entre un 5% y un 25% menos) que el mismo componente macizo, como consecuencia de la existencia de la micro-porosidad interna del material.
Como en todos los procesos de fabricación hay que tener presente la energía necesaria y la cantidad de material que se "desperdicia" en forma de virutas o polvo, como puede ser en procesos de mecanización. La sinterización se usa principalmente con materiales que son caros, como puede ser el carburo de tungsteno, conocido también como vidia (por widia, acrónimo de wie diamant en alemán).
En resumen, las ventajas de la sinterización son:
- Obtención de las piezas a temperaturas relativamente bajas (ahorro energético).
- Permite la obtención de las piezas directamente con su forma definitiva (proceso rápido).
- Se usa todo el material sin generar residuos, como pueden ser virutas o polvo (ahorro de materias primas y productos).
- Piezas mucho más ligeras y con porosidades que permiten su recubrimiento con lubricantes o antioxidantes (optimización).
Aplicaciones
Las distintas aplicaciones que tiene dentro de la pulvimetalurgia son:
- Fabricación de objetos con materiales refractarios.
- Fabricación de objetos con materiales de mucha pureza y composición de alta precisión.
- Fabricación de piezas con materiales difíciles de enmoldar.
- Fabricación de carburos metálicos.
- Fabricación de piezas metálicas porosas para utilizar como filtros.
- Fabricación de pastillas de uranio natural o levemente enriquecido utilizadas en combustibles nucleares.
Independientemente, la sinterización por láser es uno de los procesos más usados en las técnicas de prototipado rápido.
