Diseño y construcción de un sistema de cold spray

Abstract

En el desarrollo de las industrias de manufactura se busca acelerar los procesos, en este punto la manufactura aditiva ha ayudado al progreso de la industria gracias a la creación de prototipos rápidos, con precisión, y disminución de costos, entre otros. Existen distintas formas de manufactura aditiva y aplicaciones con distintos materiales, plásticos, metales y cerámicos. Dentro de la manufactura aditiva se encuentran los procesos de proyección térmica usada típicamente con metales, donde se proyectan partículas fundidas, semifundidas o en frío. Este último es el caso de los sistemas de Cold Spray que son utilizados hoy en día para la manufactura de revestimientos, reparación de piezas mecánicas, relleno de orificios, relleno de piezas de fundición defectuosas, entre otros tipos de aplicaciones. Lo mencionado anteriormente tiene aplicaciones en el área de energía, aeroespacial, militar, automotriz, entre otros. En este proceso de manufactura se proyectan partículas metálicas, por intermedio de un gas que es calentado y acelerado mediante una tobera de Laval a velocidades supersónicas, las partículas logran su adhesión por la deformación plástica sufrida en el impacto. La presente Memoria consiste el diseño, construcción y pruebas de un sistema de Cold Spray de baja presión. Este proyecto se divide en varias etapas: Definir criterios de dise- ño, Diseño preliminar, Memoria de cálculo, Selección de componentes, Diseño y validación mediante elementos finitos, Construcción y ensamblaje, Pruebas. Luego de fabricado el sistema se realizan una serie de pruebas en cada uno de sus subsis- temas (control gas, control temperatura, movimiento y gabinete protección). Estas pruebas sirven para observar desperfectos, analizar sus posibles causas y opciones de solución. Una vez terminada la construcción y pruebas, se plantean mejoras a futuro, donde se destaca la construcción de una nueva tobera y un alimentador de partículas; así como también, la aislación de las partes mecánicas (husillos y ejes lineales), ya que éstas pueden sufrir daños o desperfectos por suciedad o polvos proyectados. Finalmente con el sistema de Cold Spray se busca realizar posteriores estudios en el ámbito de la manufactura aditiva y así conocer distintos tipos de aplicaciones según sus propiedades mecánicas.