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El prensado isostático en caliente o Hot Isostatic Pressure (HIP) es una tecnología desarrollada por Hiperbaric que permite conseguir excelentes prestaciones en piezas de alto nivel tecnológico que requieren excelentes propiedades mecánicas. Esta tecnología logra densificar materiales mediante la aplicación de altos niveles de presión, hasta 2.000 bar / 200Mpa, y temperatura, hasta 2.000 °C.
Hiperbaric es la empresa burgalesa líder mundial en el desarrollo de tecnologías de altas presiones. Desde 1999 esta compañía es la referencia internacional en el diseño, fabricación y comercialización de equipos industriales de procesado por altas presiones (HPP, High Pressure Processing) para la industria de alimentos y bebidas con maquinaria instalada en los cinco continentes. Estos equipos consisten en la aplicación de altos niveles de presión isostática transmitida por el agua (presión hidrostática) de hasta 6.000 bar /600 MPa /87.000 psi. De esta forma, consiguen prolongar el periodo de conservación de los alimentos, manteniendo sus características nutritivas y sensoriales y eliminando la utilización de conservantes y colorantes.
En 2019 la empresa lanzó al mercado una nueva línea de maquinaria industrial para prensado isostático en caliente (HIP, Hot Isostatic Pressing), una tecnología para llevar a cabo tratamientos térmicos (hasta 2000 °C) bajo altas presiones isostáticas (hasta 2.000 bar / 200Mpa). Entre muchas de las aplicaciones que consigue esta tecnología están: eliminar defectos, densificar piezas, fabricar componentes a partir de polvo, unir por difusión aleaciones disimilares, etc.
La idea de que Hiperbaric entrara en el negocio de HIP vino motivada por la aparición de la fabricación aditiva (FA) y la necesidad de utilizar este post-proceso para mejorar y eliminar defectos en dichas piezas(1). Ciertos sectores como el aeroespacial, automotriz o médico exigen que las piezas fabricadas por estas técnicas se sometan a un proceso de HIP para que posibles defectos no arruinen la vida en servicio de componentes críticos. En definitiva, el HIP se considera una tecnología habilitadora que permite el despliegue de la FA a aplicaciones muy exigentes.
Un ejemplo de esto lo podemos encontrar en el motor de cohete desarrollado por Pangea Aerospace. Este motor se basa en la tecnología de “aerospike” y, gracias a la fabricación aditiva, se ha conseguido que el concepto funcione. El posterior tratamiento HIP ha permitido que el material impreso (GrCop-42) mantenga una buena conductividad térmica ya que se eliminan micro-grietas. Además, gracias al uso de la tecnología de Fast Cooling de Hiperbaric (enfriamiento rápido) se ha logrado una buena distribución de los precipitados en el material, lo que le ha conferido unas excelentes propiedades mecánicas.
Esta capacidad de enfriar rápidamente aporta a los equipos de Hiperbaric una gran versatilidad y abre la posibilidad a realizar tratamientos térmicos con el equipo de HIP, haciendo que el tratamiento aporte mucho más valor que cuando se realiza con un equipo convencional. Por esta razón, Hiperbaric ha desarrollado su equipo Hiperbaric 20 HIP, con el cual se conseguirán velocidades de enfriamiento cercanas a los 1000oC/minuto, abriendo la puerta a multitud de aplicaciones.
Para realizar este enfriamiento, se abren una serie de válvulas que dejan salir el gas del interior de la zona caliente, haciendo que este se enfríe con un intercambiador situado en el tapón superior y con las paredes de la vasija, antes de volver a entrar dentro de la zona caliente.
El cómo se van a conseguir esas tasas de enfriamiento tan elevadas es donde se vuelven a cruzar HIP y fabricación aditiva, siendo esta vez la FA la que habilite esta tecnología para el HIP. Para ello, Hiperbaric ha diseñado un sistema innovador que utiliza un intercambiador fabricado mediante SLM (Selective Laser Melting), lo cual ha posibilitado maximizar la eficiencia térmica minimizando el volumen ocupado. Esto es posible gracias a la libertad de diseño que da la fabricación aditiva, que permite generar geometrías complejas que no podrían obtenerse con ninguna otra tecnología.
Además, también se han diseñado otras partes del sistema para su fabricación por técnicas aditivas tales como el ventilador y la carcasa donde se aloja el mismo, lo cual ha permitido maximizar el flujo de argón que circula por el lazo de enfriamiento.
En definitiva, gracias al HIP se puede habilitar el uso de la fabricación aditiva en aplicaciones exigentes, pero también y gracias a la fabricación aditiva Hiperbaric ha sido capaz de diseñar un equipo innovador, versátil y con altas tasas de enfriamiento. Esto aporta una gran ventaja competitiva a los equipos convencionales ya que se consigue:
El equipo Hiperbaric 20 HIP(2) es un sistema compacto que cuenta con una zona caliente de Ø200x500 una presión de operación de 207MPa. Está orientado para ser utilizado por empresas que deseen procesar pequeños lotes de piezas, así como universidades y centros tecnológicos que busquen desarrollar aplicaciones nuevas en torno al HIP.
