¿Qué soportes se usan en SLS metálico y qué tan difícil es retirarlos?
Desde una perspectiva de ingeniería, lo que muchos llaman “SLS metálico” en la práctica se refiere normalmente a procesos de fusión de lecho de polvo por láser, como la impresión 3D metálica DMLS o la fabricación aditiva metálica SLM. A diferencia del SLS de polímeros, estos procesos requieren estructuras de soporte dedicadas, construidas con el mismo polvo metálico que la pieza. Dichos soportes son esenciales para la gestión térmica y el control de la distorsión, pero también añaden un esfuerzo considerable en su eliminación y posprocesado.
Tipos de Soportes Utilizados en SLS Metálico
La fusión de lecho de polvo metálico emplea varios tipos de soportes: soportes macizos para grandes voladizos, soportes tipo celosía o “matriz” que combinan rigidez con facilidad de extracción, y soportes en forma de aguja o árbol para características delgadas. Todos ellos se producen capa a capa a partir de la misma aleación que la pieza, formando una unión metalúrgica.
La construcción comienza sobre una placa base gruesa, y las primeras capas tanto del componente como del soporte se fusionan directamente a dicha placa. Una vez completada la construcción y retirada la cantidad excesiva de polvo, el primer paso consiste en separar el conjunto pieza-soporte de la placa base, normalmente mediante sierra de cinta o electroerosión por hilo (EDM). Solo entonces los técnicos pueden acceder y eliminar la red de soportes restante.
Por Qué los Soportes Metálicos son Necesarios
En los procesos metálicos, los soportes no solo sirven para razones geométricas, sino también para estabilidad térmica y metalúrgica. Los voladizos inferiores a aproximadamente 45° respecto a la placa de construcción, las paredes delgadas y los puentes largos tienden a deformarse o agrietarse sin un anclaje rígido. Los soportes actúan como disipadores de calor, conduciendo la energía lejos del baño de fusión y reduciendo las tensiones residuales que de otro modo causarían distorsión o delaminación.
En aleaciones de alto rendimiento como el Inconel 718, los componentes están sometidos a cargas térmicas especialmente severas, lo que hace que el diseño del soporte sea crítico. A menudo tratamos los soportes como parte del modelo de ingeniería: se ajustan en rigidez, patrón de contacto y densidad durante la preparación de la construcción, y se optimizan a lo largo de iteraciones para equilibrar la fiabilidad de impresión con el esfuerzo de eliminación.
¿Qué Tan Difícil es la Eliminación de Soportes?
La eliminación de soportes en SLS/DMLS metálico es significativamente más compleja que en SLS de polímeros. Dado que los soportes son metal completamente denso y están metalúrgicamente unidos, no pueden simplemente cepillarse o disolverse. La dificultad depende de la dureza de la aleación, la geometría del soporte y el acceso.
Primero, la pieza se corta de la placa base. Luego, los soportes voluminosos se eliminan con sierras de cinta, cinceles, fresas de carburo o herramientas abrasivas. Para superficies de precisión e interfaces, normalmente llevamos la pieza a un entorno de mecanizado CNC, donde los restos de soporte se fresan hasta alcanzar un plano de referencia controlado. Las superficies críticas de sellado, orificios y ajustes suelen finalizarse mediante rectificado CNC para restaurar la redondez y la calidad superficial.
Incluso después de la eliminación mecánica, pueden quedar pequeños restos y zonas afectadas por el calor. Estos se limpian normalmente mediante tumbling y desbarbado, granallado o acabado manual localizado. En canales internos complejos, la eliminación de soportes puede ir de difícil a imposible; por lo tanto, se debe evitar la necesidad de soportes internos en la etapa de diseño.
Estrategias de Diseño para Reducir el Esfuerzo de Eliminación de Soportes
Para mantener el esfuerzo de eliminación de soportes manejable, diseñamos la pieza y su orientación conjuntamente. Orientar la pieza para minimizar los voladizos de bajo ángulo, añadir características autoportantes (como chaflanes o techos a 45° en lugar de voladizos planos) y dividir el diseño en múltiples subpiezas puede reducir significativamente el volumen de soporte.
También tratamos de ubicar las zonas de contacto de los soportes en superficies no funcionales o en material sobrante que se eliminará posteriormente mediante prototipado CNC. Esto garantiza que las marcas de los soportes se eliminen al mecanizar, preservando la integridad superficial donde realmente importa. En muchos proyectos personalizados, tratamos el SLS metálico como un paso de cuasi forma final, seguido de mecanizado convencional CNC para lograr la geometría y el acabado superficial finales.
En resumen, el SLS metálico no utiliza materiales de soporte solubles ni fácilmente desprendibles; los soportes son estructuras metálicas que requieren corte, mecanizado y acabado para ser eliminadas. Con un diseño cuidadoso y un flujo de trabajo híbrido aditivo–sustractivo, su impacto puede controlarse, aunque siguen siendo una parte significativa del esfuerzo total de fabricación.
