Control de proceso en lazo cerrado
Esto está en desarrollo. La ALBA que se instala hoy mide y registra el proceso entero. La corrección automática que se describe más abajo es la línea de trabajo en la que estamos, no una característica de la máquina que entregamos. Lo contamos porque es donde está nuestro esfuerzo y porque en este sector se anuncia resuelto con demasiada alegría.
Qué es el control en lazo cerrado en LPBF
Control en lazo cerrado significa que la máquina mide lo que está pasando, decide y corrige mientras imprime. La mayoría de las máquinas LPBF del mercado trabajan en lazo abierto: el software de laminación escribe un fichero, la electrónica lo ejecuta, y durante las veinte horas siguientes nadie comprueba si el proceso se ha desviado.
En una ALBA, la mitad de ese camino ya está hecha: una cámara 2D toma imagen de la cama de polvo después de cada recubrimiento y una batería de sensores lee el estado de la máquina capa a capa. Lo que falta —y en lo que trabajamos— es el tramo final: que esa lectura vuelva al proceso y lo corrija sola, dentro de la propia máquina, sin nube y sin intervención del operario.
Tres cosas que se confunden constantemente
Monitorización es registrar datos para revisarlos después. Es útil para trazabilidad y para el expediente de calidad, pero no cambia nada durante la impresión. Muchos equipos que se anuncian con control en lazo cerrado hacen solo esto — y es donde estamos hoy nosotros, dicho sin adornos.
Control en lazo cerrado entre capas es lo que estamos construyendo: medir al terminar una capa y corregir en la siguiente. La latencia sería del orden del tiempo de capa, unos segundos.
Control dentro de la capa, a frecuencias de kilohercios sobre la geometría del baño de fusión, es el objetivo del que habla la literatura académica. A día de hoy no lo ofrece ninguna máquina LPBF comercial, ni la nuestra ni la que estamos desarrollando. Cuando alguien lo anuncie, la pregunta correcta es sobre qué geometrías lo ha validado y con qué datos.
Qué mide hoy la máquina
Esto sí está operativo y sale en el informe de fabricación de cada construcción:
- Imagen de la cama de polvo tras cada recubrimiento, con cámara 2D
- Nivel de polvo en tolva, mediante radar de onda milimétrica
- Colmatación del filtro, por presión diferencial
- Oxígeno en cámara, con medición redundante
- Presión y temperatura de la cámara de construcción
- Temperatura del sistema láser y del camino óptico
- Temperatura del sistema general de refrigeración
Los cuatro fallos sobre los que va a actuar
Son los cuatro modos de fallo que hemos elegido atacar primero, porque son los que de verdad arruinan una construcción. La columna de la derecha es lo que estamos desarrollando, no lo que la máquina hace hoy.
| Fallo | Cómo se manifiesta | Corrección en desarrollo |
|---|---|---|
| Falta de polvo | Una calva en la cama tras la dispensación | Aumentar el tiempo de aportación |
| Escombros | Suciedad sobre la zona de impresión; la cuchilla de gas ha dejado de barrer bien | Subir la potencia de la motobomba de recirculación, cruzando el dato con el sensor diferencial de presión del filtro |
| Rayas | Goma del dispensador rasgada; antesala del bloqueo del cepillo | Cancelar la pieza afectada para salvar el resto de la escena, o avisar al operario |
| Recrecimientos | Zonas plateadas por encima de la cama de polvo | Extraer su contorno con un filtro Sobel y sustraerlo de la trayectoria de la capa siguiente |
El recrecimiento, en detalle
Es el fallo más frecuente y el más caro, y por eso es el primero por el que hemos ido. Aparece cuando una zona recibe más energía de la que puede disipar, normalmente en voladizos y bordes: el material solidifica por encima del plano de la capa y sobresale. Si no se corrige, la cuchilla del dispensador choca contra él, se desplaza la pieza, y la impresión se pierde entera.
El sistema que estamos desarrollando lo detecta en la imagen de la cama, extrae con un filtro Sobel las trayectorias de contorno que encierran la zona afectada, y sustrae esos contornos de la trayectoria de la capa siguiente. Donde había exceso de material no se aporta energía. El recrecimiento deja de crecer y la construcción continúa. Una vez compensado, el software vuelve a la operación normal.
Qué no hará, dicho ya
- No actuará dentro de la capa, solo de una capa a la siguiente.
- Trabajará sobre los cuatro modos de fallo descritos, no sobre cualquier defecto imaginable.
- No cerrará el lazo sobre la geometría del baño de fusión a frecuencias de kilohercios.
- No sustituirá a la inspección por tomografía computarizada cuando la pieza la exija.
Lo decimos así, y con el estado real por delante, porque en este sector la corrección automática se promete mucho más de lo que se demuestra, y porque un ingeniero de calidad detecta una exageración a la primera pregunta.
Si esto es determinante para tu proyecto
Dínoslo al hablar con nosotros y te contamos en qué punto está y qué se puede ver funcionando en el banco de pruebas. Y si lo que necesitas comprobar es cómo se comporta tu geometría con voladizos —que es donde aparecen los recrecimientos— tráela y la imprimimos delante de ti.
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Los defectos que este control persigue, de dónde salen y cómo se miden, en porosidad y densidad. Por qué la pieza se mueve aunque el proceso vaya bien, en deformación y alivio de tensiones. Y la diferencia entre monitorizar y corregir, contada desde cero, en qué es el control en lazo cerrado.