Análisis de estrategias en operaciones de mecanizado de acabado para piezas de fabricación aditiva por Direct Energy Deposition-laser beam/metal (DED-LB/M) en Acero inoxidable 316L

Abstract

[ES] El presente trabajo fin de máster tiene como objetivo la caracterización de la técnica de mecanizado de acabado en piezas especiales conformadas por la tecnología de fabricación aditiva. Este objetivo principal se despliega en el análisis de trayectorias para la generación de superficies complejas y con tolerancias dimensionales y geométricas muy estrechas típicas de este tipo de piezas fabricadas bajo demanda.

El trabajo está centrado en la investigación profesional del mecanizado para piezas previamente fabricadas en aleación de Acero inoxidable 316L. El trabajo consistirá en un estudio teórico del mecanizado de estos materiales altamente porosos y su maquinabilidad determinada por otros trabajos y fabricantes de herramienta de corte. A continuación, se tratará de realizar una simulación en un entorno de gemelos digitales y un conjunto de ensayos para constatar la influencia de los parámetros más importantes. Para los ensayos se propondrá una sujeción simple minimizando la variabilidad de los parámetros.

Se analizarán los diferentes parámetros de corte tales como la velocidad de corte, la velocidad de avance o la profundidad de pasada, entre otros, prestando especial atención a la estrategia de corte. Finalmente, se evaluarán la integridad superficial y otros parámetros de calidad. Para el desarrollo de este trabajo se contará con los conocimientos adquiridos en el ámbito laboral, en el transcurso del propio Máster Universitario de Ingeniería Mecánica y de las diferentes consideraciones de fabricantes de herramientas de corte del mercado.

Finalmente, se dispone de herramientas de CAD/CAE/CAM industriales que permitirán la simulación de todos los experimentos diseñados y los recursos físicos necesarios para la validación experimental.

[EN] The objective of this master's thesis is the characterisation of the finishing machining technique in special parts shaped by additive manufacturing technology. This main objective is deployed in the analysis of trajectories for the generation of complex surfaces with very narrow dimensional and geometric tolerances typical of this type of parts manufactured on demand. The work is focused on the professional investigation of machining for parts previously manufactured in 316L stainless steel alloy. The work will consist of a theoretical study of the machining of these highly porous materials and their machinability as determined by other works and cutting tool manufacturers. This will be followed by a simulation in a digital twin environment and a set of tests to verify the influence of the most important parameters. For the tests, a simple clamping will be proposed to minimise the variability of the parameters. The different cutting parameters such as cutting speed, feed rate or depth of cut, among others, will be analysed, paying special attention to the cutting strategy. Finally, surface integrity and other quality parameters will be evaluated. For the development of this work, the knowledge acquired in the working environment will be used, during the course of the Master's Degree in Mechanical Engineering and the different considerations of cutting tool manufacturers on the market. Finally, industrial CAD/CAE/CAM tools are available to allow the simulation of all the experiments designed and the physical resources necessary for experimental validation.