Porosidad en impresión 3D de metal: de dónde sale y cómo se mide la densidad

Una pieza LPBF bien hecha llega a densidades por encima del 99,5 % de la del material macizo. El medio por ciento que falta son poros, y no todos son iguales: hay tres tipos, con tres causas distintas y tres soluciones distintas. Confundirlos es la razón por la que mucha gente ajusta parámetros a ciegas durante semanas.

Los tres tipos de poro

Tipo	Aspecto	Causa	Cómo se corrige
Falta de fusión	Irregular, alargado, entre cordones o entre capas. A veces con polvo sin fundir dentro	Energía insuficiente: el cordón no llega a solaparse con el vecino ni con la capa anterior	Subir potencia, bajar velocidad, reducir la separación entre pasadas o el espesor de capa
Gas atrapado	Esférico y pequeño, repartido al azar	Gas que ya venía dentro de la partícula de polvo, o arrastrado durante la fusión	Mejor polvo. Con parámetros no se quita
Colapso de ojo de cerradura	Redondeado, grande, agrupado bajo la superficie	Demasiada energía: el baño se hunde formando una cavidad de vapor que colapsa y atrapa gas	Bajar potencia o subir velocidad

El detalle que lo cambia todo: la falta de fusión y el ojo de cerradura se corrigen en direcciones opuestas. Si tienes un poro y no sabes de qué tipo es, tienes un cincuenta por ciento de posibilidades de empeorarlo con cada ajuste.

Por eso la forma del poro importa tanto. Uno irregular con polvo dentro pide más energía. Uno redondo y agrupado pide menos.

Por qué el ojo de cerradura suena raro y es tan común

Cuando la densidad de energía es alta, el metal bajo el haz no solo se funde: se vaporiza. La presión de ese vapor abre una cavidad estrecha y profunda —el keyhole— que permite al haz penetrar mucho más. Es un régimen deseable en soldadura por su penetración.

El problema es su estabilidad. Esa cavidad oscila, y en cada oscilación puede cerrarse por arriba y dejar atrapada una burbuja de vapor metálico en el fondo. Al solidificar, la burbuja se convierte en un poro esférico grande.

Es el defecto típico de quien sube la potencia buscando ir más rápido. Se gana tiempo de construcción y se pierde la pieza.

Cómo se mide la densidad de verdad

Hay tres métodos y no dicen lo mismo:

Arquímedes. Pesar la pieza en aire y en agua. Es rápido, barato y da un valor global. Su límite es serio: si el poro está conectado con el exterior, el agua entra y la medida sale mejor de lo que es. Y no dice nada sobre dónde están los poros.

Metalografía. Cortar, embutir, pulir, atacar y mirar al microscopio. Da la forma del poro, que es lo que permite identificar la causa. A cambio destruye la pieza y solo ves el plano por el que cortaste: si el defecto está dos milímetros más allá, no existe.

Tomografía computarizada. El único método que da el mapa tridimensional completo sin destruir nada. Ve dónde está cada poro, de qué tamaño y con qué forma. Es caro, y su resolución tiene un límite: los poros más finos pueden quedar por debajo.

En la práctica se combinan: Arquímedes como control de rutina, metalografía cuando hay que diagnosticar una causa, y tomografía en piezas críticas o para cualificar un proceso nuevo.

Qué densidad es suficiente

Depende de para qué, y esta es la parte donde conviene no dejarse llevar por el número redondo.

Pieza estética o de demostración: 99 % sobra.
Pieza funcional sin carga cíclica: 99,5 % es el objetivo razonable.
Pieza con fatiga: aquí la densidad global engaña. Un solo poro grande cerca de la superficie inicia una grieta y arruina la vida a fatiga aunque la pieza esté al 99,9 %. Lo que importa es el poro más grande y dónde está, no la media.
Pieza crítica certificada: densidad alta más ausencia de defectos por encima de un tamaño, verificado por tomografía.

De ahí sale la regla que más disgustos evita: en fatiga, la distribución importa más que la media. Pedir «99,9 % de densidad» sin decir nada del tamaño máximo de defecto es una especificación incompleta.

Y si aun así hay poros

Existe el prensado isostático en caliente: presión y temperatura altas simultáneas que cierran la porosidad interna. Funciona bien y tiene tres condiciones que conviene saber antes de contar con él.

Solo cierra poros cerrados: si el poro conecta con la superficie, la presión entra y no se cierra nada. Es caro, y en muchas aplicaciones no compensa. Y modifica la microestructura, así que el tratamiento térmico posterior hay que replantearlo entero.

Es una red de seguridad para piezas críticas, no una forma de arreglar una parametrización mala.

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De dónde vienen las tensiones que también afectan a la integridad de la pieza, en deformación y alivio de tensiones. Qué se puede medir y corregir mientras la pieza se fabrica, en control en lazo cerrado. Y por qué una máquina descalibrada produce exactamente estos defectos sin que nadie haya tocado un parámetro, en cómo se calibra el láser y su óptica.

Y si prefieres que la densidad la demuestre quien fabrica, en fabricación de piezas entregamos la pieza con sus probetas.