| Categoría | Parámetro / Elemento | Valor / Contenido | Unidad / Nota |
|---|---|---|---|
| Composición química | Fe | Bal. | % en peso |
| Ni | 17-19 | % en peso | |
| Alabama | 0,05-0,15 | % en peso | |
| Ti | 0,6-0,8 | % en peso | |
| Mes | 4.5-5.2 | % en peso | |
| Co | 8.5-9.5 | % en peso | |
| do | ≤0,03 | % en peso | |
| Si | ≤0,1 | % en peso | |
| Minnesota | ≤0,10 | % en peso | |
| Cr | ≤0,30 | % en peso | |
| PAG | ≤0,01 | % en peso | |
| S | ≤0,01 | % en peso | |
| O | ≤0,04 | % en peso | |
| norte | ≤0,02 | % en peso | |
| Propiedades físicas | Tamaño de partícula (D10) | ≥15 | μm |
| Tamaño de partícula (D50) | 30-40 | μm | |
| Tamaño de partícula (D90) | ≤60 | μm | |
| Esfericidad | ≥0,9 | – | |
| Densidad aparente | ≥4.0 | g/cm³ | |
| Densidad de compactación | ≥4,5 | g/cm³ | |
| Fluidez | ≤20 | s/50g | |
| Propiedades mecánicas | Dureza Rockwell (tal como se depositó) | 38-42 | HRC |
| Límite elástico (tal como se deposita) | ≥1170 | MPa | |
| Alargamiento (tal como se deposita) | ≥11.0 | % | |
| Dureza Rockwell (Tratado térmicamente) | 54-57 | HRC | |
| Límite elástico (tratado térmicamente) | ≥1900 | MPa | |
| Alargamiento (tratado térmicamente) | ≥4.0 | % |
2. Ventajas de este polvo MS1
MS1 es un polvo de acero maraging de alto rendimiento, caracterizado por su resistencia ultraelevada y excelente tenacidad. Su bajo contenido de carbono garantiza una soldabilidad superior y minimiza el riesgo de agrietamiento durante el proceso de fabricación. El polvo presenta una excelente fluidez y una alta densidad de empaquetamiento, características cruciales para lograr capas uniformes en la fabricación aditiva. Además, MS1 responde excepcionalmente bien al tratamiento térmico, lo que le permite alcanzar niveles de dureza superiores a 54 HRC y límites elásticos superiores a 1900 MPa, lo que lo hace ideal para aplicaciones industriales exigentes.
3. Aplicación en la fabricación aditiva
En el ámbito de la fabricación aditiva, específicamente la fusión selectiva por láser (SLMEl polvo MS1 es una opción de primera calidad para la fabricación de componentes complejos de alta resistencia. Su distribución optimizada del tamaño de partícula (D50 30-40 µm) y su alta esfericidad (≥0,9) garantizan un lecho de polvo uniforme y homogéneo, lo que da como resultado piezas de alta densidad con mínima porosidad. Este material es especialmente valorado para la producción de moldes de inyección con canales de refrigeración conformados, que reducen significativamente los tiempos de ciclo y mejoran la calidad de las piezas. Además, sus robustas propiedades mecánicas lo hacen adecuado para estructuras aeroespaciales ligeras y herramientas duraderas que requieren resistencia al desgaste y a altas tensiones.
4. ¿Para qué sirve el polvo de acero para matrices MS1? SLM¿
Polvo de acero para matrices MS1 es un Acero maraging polvo diseñado específicamente para tecnologías de impresión 3D de metales como SLM (Fusión selectiva por láser).
En términos sencillos, es reconocido en la industria como el «Expertos en ultra alta resistencia y gran tenacidad.» En comparación con los aceros para matrices convencionales, las piezas impresas con polvo MS1 no solo poseen una resistencia y dureza excepcionales, sino que también ofrecen una excelente tenacidad y soldabilidad. Estas piezas se pueden mecanizar directamente después de la impresión y, posteriormente, se someten a un sencillo tratamiento térmico para lograr una resistencia ultraelevada. Son ideales para la fabricación de moldes de inyección con complejos canales de refrigeración internos, componentes estructurales aeroespaciales y piezas industriales de alto rendimiento.
Grados básicos y composición química
MS1 no es una clasificación estándar de un país específico, sino una designación comercial común en el campo de la fabricación aditiva de metales (especialmente por parte de los fabricantes de impresoras 3D) para este tipo específico de acero maraging. Sus clasificaciones de material tradicionales correspondientes y su composición química son las siguientes:
- Calificaciones equivalentes:
- Grado estadounidense: Maraging 300 de níquel al 18% (EE. UU.)
- Grado europeo/alemán: 1,2709 (X3NiCoMoTi18-9-5)
- Composición química típica (% en peso):
- Ni (Níquel): 17,0 – 19,0% (Elemento central, forma la matriz martensítica)
- Co (Cobalto): 8,5 – 9,5% (Potencia el efecto de endurecimiento por envejecimiento)
- Mo (molibdeno): 4,5 – 5,2% (Proporciona resistencia y dureza a altas temperaturas)
- Ti (Titanio): 0,6 – 0,8% (Clave para la precipitación de endurecimiento por envejecimiento)
- Al (Aluminio): ≤ 0,15%
- C (Carbono): ≤ 0,03 % (El contenido de carbono extremadamente bajo garantiza una excelente soldabilidad y tenacidad).
- Fe (Hierro): Balance
Tabla de parámetros básicos del polvo de acero para matrices MS1
A continuación se muestran los parámetros típicos de propiedades físicas y mecánicas para el polvo MS1 diseñado para la fabricación aditiva (SLM):
| Categoría | Indicador clave | Rango típico de parámetros |
|---|---|---|
| Propiedades físicas | Densidad | Aprox. 8,0 g/cm³ |
| Morfología del polvo | Esfericidad ≥ 95% | |
| Tamaño de partícula (D50) | 15 – 45 μm o 15 – 53 μm | |
| Punto de fusión | Aprox. 1410 °C | |
| Propiedades mecánicas | Condición | Tal como está construido |
| Resistencia a la tracción | Aprox. 1000 – 1100 MPa | |
| Límite elástico | Aprox. 900 – 1050 MPa | |
| Alargamiento | Aproximadamente entre el 8% y el 10% | |
| Dureza (HRC) | Aprox. 30 – 32 HRC | |
| Aplicaciones típicas | Casos de uso | Moldes de inyección con refrigeración conformada, moldes de fundición a presión, soportes aeroespaciales, piezas estructurales de alta carga. |
SLM Consideraciones de impresión y parámetros clave
Cuando se utiliza polvo MS1 para SLM Para la impresión, preste atención a lo siguiente para obtener piezas con una densidad cercana al 100% y sin defectos:
- Excelente imprimibilidad: El MS1 es reconocido como uno de los materiales metálicos más adecuados para la fabricación aditiva por láser. Posee un amplio rango de procesamiento, lo que facilita la obtención de piezas con una densidad superior al 99,9 % y una mínima fisuración térmica.
- El tratamiento térmico de envejecimiento es clave: Las piezas impresas en MS1 se encuentran en un estado martensítico «blando» (aproximadamente 30 HRC), lo que permite el fresado CNC directo, el taladrado y otras operaciones de acabado. Tras el mecanizado, se requiere un tratamiento térmico de envejecimiento a unos 480 °C para precipitar compuestos intermetálicos, lo que aumenta la dureza a más de 50 HRC para un rendimiento óptimo.
- Contracción por tratamiento térmico: Al diseñar moldes de alta precisión, debe tenerse en cuenta la contracción uniforme causada por el tratamiento térmico de envejecimiento. El acero MS1 suele experimentar una contracción lineal de aproximadamente un 0,08 % durante el endurecimiento por envejecimiento, lo que debe compensarse previamente en el modelo 3D antes del corte.
- Diseño de canal de refrigeración conformado: La principal ventaja de MS1 es la fabricación de insertos de moldes con «canales de refrigeración conformados». La impresión 3D permite crear canales internos complejos que el mecanizado tradicional no puede lograr, lo que acorta significativamente los ciclos de refrigeración en la inyección o la fundición a presión (hasta en un 40 %-60 %) y prolonga enormemente la vida útil del molde.
- Parámetros de impresión recomendados:
- Espesor de la capa: Normalmente de 30 μm, 40 μm o 50 μm.
- Espesor mínimo de pared: Para garantizar el éxito y la resistencia, se recomienda un espesor mínimo de pared de 0,3 mm a 0,4 mm o más.
Resumen:
Si necesita fabricar estructuras altamente complejas con requisitos extremos de resistencia y tenacidad, o moldes y piezas de alto rendimiento con canales de refrigeración internos conformados, el polvo de acero para matrices MS1 es actualmente la opción principal más madura y ampliamente utilizada en el campo de la impresión 3D de metales.
¿Tiene otros materiales similares? Polvo MS1¿
El acero maraging (MS1) cuenta con varias alternativas sólidas en el campo de la impresión 3D de metales. Sin embargo, en la industria, no se suelen denominar «MS2» ni «MS3». En cambio, los materiales se eligen en función de sus propiedades específicas (como una mayor resistencia a la corrosión o a altas temperaturas).
Aquí están las tres alternativas más comunes a MS1, junto con una tabla comparativa detallada:
Tres alternativas principales a la MS1
- Acero para matrices CX (acero inoxidable maraging resistente a la corrosión)
El acero CX puede considerarse el «hermano mayor» del acero MS1. También se puede someter a tratamiento térmico para lograr una alta dureza, pero la principal diferencia radica en su alto contenido de cromo (Cr), que le confiere una excelente resistencia a la corrosión. Si su molde se utiliza para procesar plásticos corrosivos (como el PVC) o para aplicaciones médicas y alimentarias, el acero CX es una mejor opción que el MS1. - 42CrMo4 (Acero de baja aleación y alta resistencia)
Este es uno de los aceros más utilizados en la fabricación mecánica tradicional. Ofrece una excelente resistencia y tenacidad, pero su resistencia a la corrosión y dureza final no son tan buenas como las del acero MS1. Su ventaja radica en su menor costo, y los ingenieros están muy familiarizados con sus procesos de tratamiento térmico. Se utiliza comúnmente para piezas estructurales sometidas a altas cargas, como engranajes y ejes de automóviles. - H13 (Acero para matrices de trabajo en caliente)
Aunque no se ha detallado anteriormente, el H13 es el competidor más directo del MS1 en el campo de los moldes para fundición a presión. El H13 posee una excelente dureza en caliente (la capacidad de mantener la dureza a altas temperaturas) y resistencia a la fatiga térmica, lo que lo hace muy adecuado para entornos con ciclos de calor y frío intensos, como la fundición a presión de aleaciones de aluminio. En comparación, el MS1 tiene una mayor resistencia máxima a temperatura ambiente, pero su rendimiento a altas temperaturas es ligeramente inferior al del H13.
Comparación de rendimiento: MS1 frente a alternativas
| Dimensión de la característica | MS1 (Acero Maraging) | CX (Acero para matrices resistente a la corrosión) | 42CrMo4 (Acero de baja aleación) | H13 (Acero para matrices de trabajo en caliente) |
|---|---|---|---|---|
| Ventaja principal | Resistencia y tenacidad ultra altas | Alta dureza + resistencia a la corrosión | Excelente relación calidad-precio + Alta resistencia | Resistencia a altas temperaturas + Resistencia a la fatiga térmica |
| Dureza (Tratado térmicamente) | Extremadamente alta (48 – 54 HRC) | Alta dureza (46-48 HRC) | Dureza media-alta (aprox. 50 HRC) | Alta dureza (48-52 HRC) |
| Resistencia a la tracción | Extremadamente alta (aprox. 2000 MPa) | Alta (aprox. 1600 MPa) | Relativamente alta (aprox. 1320 MPa) | Alta (aprox. 1800 MPa) |
| Resistencia a la corrosión | Promedio (Requiere tratamiento superficial) | Excelente | Mal estado (propenso a la oxidación) | Promedio |
| Rendimiento a altas temperaturas | Promedio | Bien | Promedio | Excelente |
| Aplicaciones típicas | Moldes de inyección con refrigeración conformada, piezas estructurales aeroespaciales | Moldes para aplicaciones médicas/alimentarias, moldes para plásticos corrosivos. | Engranajes, ejes y piezas estructurales industriales en general para automóviles. | Moldes de fundición a presión de aleación de aluminio, moldes de extrusión en caliente |
Consejos para la selección de materiales
- En busca del máximo rendimiento y estructuras complejas: Elegir MS1. Actualmente, es el acero para matrices de gama alta más equilibrado en términos de resistencia integral, tenacidad y tasa de éxito de impresión, especialmente para insertos con canales de refrigeración conformados.
- Ambientes corrosivos: Elegir CX. Por ejemplo, al procesar plásticos ignífugos o moldes para catéteres médicos, CX evita que el molde se oxide y contamine el producto.
- Presupuesto limitado y canales poco complejos: Elegir 42CrMo4. Si solo utiliza la impresión 3D para fabricar algunos soportes o conectores de alta resistencia y no necesita la dureza extrema del acero para matrices, ofrece la mejor relación coste-rendimiento.
- Entornos de fundición a presión de alta temperatura: Elegir H13. Si el molde necesita entrar en contacto repetidamente con metal fundido a cientos de grados, la resistencia al agrietamiento térmico del H13 será más fiable que la del MS1.
Servicios de personalización por Forgecise
Forgecise Ofrecemos soluciones integrales de personalización de polvo de acero para matrices, que abarcan toda la gama de productos, desde grados maraging estándar hasta formulaciones de alto rendimiento específicas para el cliente. Admitimos grados de acero para matrices convencionales como: MS1 (18Ni300/1.2709), CX, H13, y 42CrMo4y podemos ajustar con precisión la composición, la distribución del tamaño de partícula y la esfericidad según sus requisitos de aplicación específicos. Ya sean muestras de lotes pequeños para I+D (a partir de 1 kg) o pedidos de toneladas para producción en masa, garantizamos alta pureza, bajo contenido de oxígeno y excelente fluidez de nuestros polvos, cumpliendo con los rigurosos requisitos de varios procesos de fabricación aditiva, incluyendo SLM, DED, y BJT.
