Este proyecto se centra en la fabricación de componentes de acero inoxidable 316L heteroestructurados mediante Fusión por Lecho de Polvo con Láser (LPBF). Para establecer propiedades de referencia, se fabricaron primero muestras homogéneas utilizando diferentes conjuntos de parámetros (potencia del láser, velocidad de escaneado, espaciamiento entre pasadas y espesor de capa), lo que permitió la caracterización de la porosidad y la dureza de referencia. Las muestras analizadas presentaron valores de microdureza Vickers en el rango de 236–273 HV0.05, mientras que la porosidad fue generalmente baja, entre aproximadamente 0,11 % y 0,5 %. Estos resultados guiaron el diseño de las muestras heteroestructuradas. Los componentes heterogéneos se fabricaron utilizando estrategias de apilamiento alternado y gradual, en las que se combinaron dentro de una misma pieza capas impresas con diferentes densidades de energía. El objetivo de estas estructuras es crear variaciones controladas de la microestructura a lo largo de la dirección de construcción, permitiendo un ajuste local de las propiedades mecánicas. Las mediciones de dureza a través del espesor mostraron que la heteroestructuración puede dar lugar a una dureza ligeramente superior o más uniforme en comparación con las referencias homogéneas. El análisis de porosidad reveló además que incluso las capas normalmente propensas a una mayor porosidad permanecieron bien consolidadas cuando se incorporaron en una muestra heteroestructurada, lo que indica que las interacciones térmicas entre capas y la fusión parcial mejoran la densificación del polvo y reducen los defectos. Los ensayos de tracción realizados en todas las arquitecturas mostraron límites elásticos comprendidos aproximadamente entre 250 y 520 MPa, resistencias últimas a tracción de 300–620 MPa y deformaciones a la rotura entre 0,05 y 0,30. Estos resultados ponen de manifiesto el potencial de la heteroestructuración en LPBF para adaptar la microestructura y el comportamiento mecánico de componentes de acero inoxidable. Mediante la combinación estratégica de parámetros de impresión dentro de un mismo componente, es posible mejorar la dureza local, mantener una baja porosidad y producir piezas metálicas fabricadas aditivamente más fiables y de alto rendimiento.

Aquest projecte se centra en la fabricació de components d’acer inoxidable 316L heteroestructurats mitjançant Fusió per Làser en Llit de Pols (LPBF). Per establir propietats de referència, primer es van fabricar mostres homogènies utilitzant diferents conjunts de paràmetres (potència del làser, velocitat d’escaneig, separació entre traçats i gruix de capa), cosa que va permetre la caracterització de la porositat i la duresa de referència. Les mostres analitzades van presentar valors de microduresa Vickers compresos entre 236–273 HV0.05, mentre que la porositat va ser generalment baixa, entre aproximadament 0,11 % i 0,5 %. Aquests resultats van guiar el disseny de les mostres heteroestructurades. Els components heterogenis es van fabricar utilitzant estratègies d’apilament altern i gradual, en les quals es van combinar dins d’una mateixa peça capes impreses amb diferents densitats d’energia. L’objectiu d’aquestes estructures és crear variacions controlades de la microestructura al llarg de la direcció de construcció, permetent un ajust local de les propietats mecàniques. Les mesures de duresa al llarg del gruix van mostrar que l’heteroestructuració pot conduir a una duresa lleugerament superior o més uniforme en comparació amb les referències homogènies. L’anàlisi de porositat va revelar, a més, que fins i tot les capes normalment propenses a una porositat més elevada van romandre ben consolidades quan es van integrar en una mostra heteroestructurada, cosa que indica que les interaccions tèrmiques entre capes i la fusió parcial milloren la densificació de la pols i redueixen els defectes. Els assaigs de tracció realitzats en totes les arquitectures van mostrar límits elàstics aproximadament entre 250 i 520 MPa, resistències últimes a tracció de 300–620 MPa i deformacions a la fractura compreses entre 0,05 i 0,30. Aquests resultats posen de manifest el potencial de l’heteroestructuració en LPBF per adaptar la microestructura i el comportament mecànic de components d’acer inoxidable. Mitjançant la combinació estratègica de paràmetres d’impressió dins d’un mateix component, és possible millorar la duresa local, mantenir una baixa porositat i produir peces metàl·liques fabricades additivament més fiables i d’alt rendiment.

This project focuses on the fabrication of heterostructured 316L stainless steel components using Laser Powder Bed Fusion (LPBF). To establish reference properties, homogeneous samples were first produced using different sets of parameters (laser power, scan speed, hatch spacing and layer thickness) allowing characterization of baseline porosity and hardness. The investigated samples exhibited Vickers microhardness values in the range of 236–273 HV0.05, while porosity was generally low, between approximately 0.11% and 0.5%. These results guided the design of heterostructured samples. Heterogeneous components were manufactured using alternating and graded layering strategies, where layers printed with different energy densities were combined within a single part. The goal of these structures is to create controlled variations in microstructure along the building direction, enabling local tuning of mechanical properties. Hardness measurements across the thickness showed that heterostructuring can lead to slightly higher or more uniform hardness compared with homogeneous references. Porosity analysis revealed that even layers normally prone to higher porosity remained well consolidated when incorporated into a heterostructured sample, indicating that layer-to-layer thermal interactions and partial remelting improve powder densification and reduce defects. Tensile testing across all architectures showed yield strengths ranging from approximately 250 to 520 MPa, ultimate tensile strengths of 300–620 MPa, and fracture strains ranging from 0.05 to 0.30. These findings highlight the potential of heterostructuring in LPBF to tailor microstructure and mechanical performance in stainless steel parts. By strategically combining printing parameters within a single component, it is possible to enhance local hardness, maintain low porosity, and produce more reliable and high-performance additively manufactured metallic parts.

Incoming