Sandvik Additive Manufacturing ha creado el primer compuesto de diamante impreso en 3D. Si bien este diamante no brilla, es perfecto para una amplia gama de usos industriales.
El nuevo proceso significa que este material superduro ahora puede imprimirse en 3D en formas muy complejas y, por lo tanto, puede revolucionar la forma en que la industria utiliza el material natural más duro del planeta.El diamante es más difícil que cualquier otra cosa en la naturaleza. Es un componente clave en una amplia gama de herramientas resistentes al desgaste en la industria, desde minería y perforación hasta mecanizado y también implantes médicos. Desde 1953 ha sido posible producir diamantes sintéticos, pero como es tan difícil y complicado de mecanizar, es casi imposible formar formas complejas.
Hasta ahora, la producción de materiales de diamante súper duro solo ha permitido que se formen algunas configuraciones geométricas simples. Mediante el uso de fabricación aditiva y un método de procesamiento posterior patentado y personalizado, Sandvik ha logrado imprimir compuestos de diamantes en 3D que se pueden formar en casi cualquier forma
La diferencia entre el diamante de Sandvik y el diamante natural o sintético es que Sandvik es un material compuesto. La mayor parte del material es diamante, pero para que sea imprimible y denso necesita ser cementado en un material de matriz muy duro, manteniendo las propiedades físicas más importantes del diamante puro.
Debido al uso de Sandvik de la fabricación aditiva, los componentes de diamante ahora se pueden crear listos para la aplicación, en formas muy complejas, sin la necesidad de un mecanizado adicional. Esto abrirá la posibilidad de usarlo en aplicaciones que antes se consideraban imposibles."Históricamente, la impresión 3D en diamante era algo que ninguno de nosotros imaginaba que fuera posible", explicó Anders Ohlsson, Gerente de Entrega de Sandvik Additive Manufacturing.
“Incluso ahora estamos empezando a comprender las posibilidades y aplicaciones que este avance podría tener.“Al ver su potencial, comenzamos a preguntarnos qué más sería posible al imprimir en 3D formas complejas en un material que es tres veces más rígido que el acero, con una conductividad térmica mayor que el cobre, la expansión térmica cerca de Invar, y con una densidad Cerca de aluminio. Estos beneficios nos hacen creer que verá este compuesto de diamante en nuevas aplicaciones industriales avanzadas que van desde piezas de desgaste hasta programas espaciales, en unos pocos años a partir de ahora ".
"El proceso de fabricación aditiva utilizado es muy avanzado", explicó Mikael Schuisky, Jefe de I + D y Operaciones en Sandvik Additive Manufacturing. “Estamos imprimiendo en una suspensión que consiste en polvo de diamante y polímero usando un método llamado estereolitografía, donde se producen partes complejas, capa por capa, usando luz ultravioleta
“Este paso fue extremadamente complicado. Sin embargo, después de extensos esfuerzos de I + D y varias pruebas, logramos tomar el control del proceso e hicimos el primer compuesto de diamante impreso en 3D ”."Fue increíble ver lo que podemos lograr cuando combinamos la experiencia líder de Sandvik en tecnología de materiales con nuestras sólidas capacidades en fabricación aditiva y postprocesamiento", comentó Mikael Schuisky.
"Contamos con algunos de los principales expertos mundiales en materiales y fabricación aditiva, que en un caso como este puede beneficiar a muchas industrias en todo el mundo, lo que hace posible el uso del diamante en aplicaciones y formas nunca antes concebidas"."En lugar de buscar desarrollar materiales completamente nuevos, hoy en día el gran impulso dentro de la industria implica la reestructuración a menudo radical de los materiales existentes", dijo Annika Borgenstam, profesora del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales del Real Instituto de Tecnología KTH de Estocolmo. "
Annika Borgenstam, profesora del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, KTH Royal Institute of Technology."El uso de nuevos procesos revolucionarios, como la fabricación aditiva, abrirá formas completamente nuevas de usar los mismos tipos de materiales que tenemos hoy, al incorporar las propiedades que necesitamos".“El compuesto de diamante impreso en 3D de Sandvik es una verdadera innovación. Significa que podemos comenzar a usar el diamante en aplicaciones y formas nunca antes concebidas posibles ”, dijo Susanne Norgren, profesora adjunta en Ciencia de Materiales Aplicados en la Universidad de Uppsala. "Imagine lo que podría hacer a las industrias, cuando es posible imprimir cualquier cosa, en cualquier forma, en diamante".
Susanne Norgren, profesora adjunta en Ciencia de Materiales Aplicados, Universidad de Uppsala
Otra ventaja clave de la fabricación aditiva es que permite a los ingenieros minimizar el desperdicio de material, haciendo que la tecnología sea más sostenible. El polvo de diamante en el proceso de Sandvik puede extraerse del polímero en la suspensión después de la impresión, y luego reciclarse y reutilizarse en otro trabajo de impresión.
El compuesto de diamante ha sido probado y tiene una dureza extremadamente alta, una conductividad térmica excepcional, además de una baja densidad, muy buena expansión térmica y una resistencia a la corrosión fantástica.“Ahora tenemos la capacidad de crear compuestos de diamantes fuertes en formas muy complejas a través de la fabricación aditiva, lo que cambiará fundamentalmente la forma en que las industrias podrán utilizar este material. A partir de ahora, el único límite para la forma y el uso de este material superduro depende de la imaginación del diseñador ”, concluyó Mikael Schuisky.
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