Análisis comparativo de técnicas de deposición de energía dirigida (DED) basadas en láser de alta velocidad y convencionales, enfocadas en aplicaciones de recubrimiento

Este estudio presenta un análisis comparativo de dos técnicas de deposición de energía dirigida (DED) con láser de polvo: la Deposición de Metal por Láser (LMD) convencional y el Revestimiento Láser de Alta Velocidad (HSLC) para el recubrimiento de componentes de alto valor añadido utilizando la misma máquina híbrida. Se realizaron pruebas experimentales para caracterizar el HSLC y compararlas con los resultados obtenidos en trabajos previos relacionados con la LMD convencional. El mismo material base (aleación de acero 42CrMoS4) y dos materiales de relleno (una aleación a base Ni y una a base Fe) se utilizaron en ambos casos, con pruebas realizadas en sustratos precalentados y no precalentados. Se analizaron la eficiencia del polvo, la tasa de deposición de material (MDR), la superficie recubierta por minuto o tasa de recubrimiento (CR), el consumo de argón y la microdureza. Los resultados indican que para la aleación a base Ni, el precalentamiento del sustrato es necesario en ambas técnicas para evitar la formación de grietas. En el caso de la aleación a base de Fe, solo se observaron grietas en la variante HSLC cuando el sustrato estaba precalentado. Se observaron diferencias significativas en la productividad entre las dos variantes de tecnología para ambos materiales, particularmente en términos de CR y MDR, con HSLC mostrando un aumento significativo en ambas métricas. HSLC logró tasas de recubrimiento entre 4500 y 6860 mm²/min, lo que representa una mejora mínima de la productividad del 130% en comparación con LMD. Los valores de MDR alcanzaron 1,72 kg/h para las aleaciones con base de Ni y 1,39 kg/h para las aleaciones con base de Fe, significativamente superiores a los <0,8 kg/h observados en LMD. El consumo de argón por kilogramo depositado se redujo hasta en un 80 %. Se alcanzaron valores máximos de dureza de 62-64 HRC (a base de Fe) y 54-57 HRC (a base de Ni).

Financiación: Los autores agradecen el apoyo financiero del Gobierno Vasco en el marco del Programa ELKARTEK (proyecto ECOFAST, número de subvención KK2024/00018) y del Gobierno de España en el marco del Programa CHINEKA (proyecto REP-RAIL).