martes, 28 noviembre 2023

Prensado isostático en caliente de materiales: ventajas y aplicaciones

Al azar


El procesado isostático en caliente (hot isostatic pressing o HIP, en inglés) es una técnica utilizada para mejorar las propiedades de los materiales mediante la aplicación de altas presiones y temperaturas.

Se basa en colocar el material en una cámara de presión que se llena con un gas inerte, como argón. A continuación, se aplica una presión isostática uniforme al material desde todas las direcciones, utilizando pistones hidráulicos o neumáticos.

Mientras se aplica la presión, la temperatura también se eleva a un nivel que puede oscilar entre los 900 y 1400°C, dependiendo del material y sus propiedades. A esta temperatura y presión elevadas el material se somete a una compresión isostática, lo que densifica el material y ayuda a eliminar las porosidades y otras imperfecciones internas, reducir las tensiones residuales y mejorar las propiedades mecánicas.

Además de eliminar defectos, el proceso también se puede utilizar para disponer materiales en capas o incluso consolidar polvos en forma sólida, lo que da como resultado un producto mejorado respecto al obtenido con los métodos tradicionales.

El pensado isostático en caliente se utiliza a menudo para producir piezas cerámicas densas y uniformes pero también da muy buenos resultados la aleaciones a base de aluminio, de cromo-cobalto, de cobre, de magnesio o de titanio, superaleaciones de níquel y cobalto, compuestos intermetálicos, carburo de wolframio cementado, materiales compuestos de matriz metálica, materiales ópticos o fundición de acero.

Aplicaciones

Las aplicaciones más beneficiadas por este proceso son aquellas en las que se requieren propiedades mecánicas y térmicas avanzadas muy específicas, como la fabricación de componentes aeroespaciales (como palas de turbina de motores de aeronaves), biomédicos (implantes, articulaciones de rodilla y cadera), de la industria automotriz (componentes del motor), de generación de energía (Palas, ejes y discos de turbina de gas), electrónica e industrial en general (máquinas-herramienta).

Es un método especialmente recomendable en procesos de densificación de fundiciones, pulvimetalurgia (piezas para la industria del papel, ruedas de vagones…), la fabricación aditiva e impresión tridimensional de componentes aeroespaciales, piezas automotrices…), revestimiento y unión por difusión de materiales disímiles e incluso reparaciones y rejuvenecimiento de materiales.


Imagen de cabecera: Quintus Paulo HIP.jpg. Wikimedia Commons.

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