TS11
7 TRATAMIENTOS TÉRMICOS Y DE SUPERFICIES RECUBRIMIENTOS vidad eléctrica). Una selección previa de los potenciales materiales para realizar el recubrimiento en función de los requerimientos de conducti- vidad y el coste de materiales nos ofrece una lista determinada (Cu, Oro –Au-, Ag, tungsteno, carburo de tungsteno…). Otro factor a conside- rar es el rango mínimo y máximo de grosor del recubrimiento, así como la estabilidad térmica y mecánica de los recubrimientos bajo condiciones de esfuerzo (que permite obtener un ciclo de vida largo de la pieza y un buen rendimiento de los electrodos). La formación de capas de óxido pasivo (aislante eléctrico), grietas y manchas en las capas debe minimizarse. El número de capas a utilizar con uno o varios metales debido a la inertidad de estos materiales deben tenerse en consideración. A este fin, las condicio- nes del proceso deben optimizarse para alcanzar una buena adhesión. El proceso de PVD permite recubrir piezas mediante evaporación térmica del metal seleccionado bajo condi- ciones de alto vacío. Generalmente, el proceso de PVD es utilizado para depositar películas con un rango de grosor que va desde unos pocos angs- troms a miles de ellos (µm) con ratios de deposición que pueden variar de 10 a 1000 angstroms por segundo. Este proceso tiene la ventaja que permite depositar casi cualquier material inor- gánico (metales) y orgánicos con un grosor de capa muy preciso y libre de contaminantes. Además, el proceso de PVD permite realizar recubrimien- tos multimaterial. Los tratamientos de PVD con recubri- miento de metal a electrodos para EDM posibilitan una adherencia de alta resistencia, un ciclo de vida largo y mayor dureza. La electrodeposi- ción monocapa o bicapa de níquel (Ni) – cobre (Cu) mejora la adhesión y la tasa de desgaste del electrodo. Asimismo, permite una buena resis- tencia a la delaminación de la capa electrodepositada. comparándolos con las dimensiones antes del recubrimiento y con el diseño CAD inicial. Si bien la capa de metal que se pretende depositar es muy delgada (0,15 – 0,30 μm), esta afectará a las dimensiones de la cavidad del molde de inyección a electroerosio- nar y, consecuentemente, a las piezas finales inyectadas. Como resultado, se podrá realizar un rediseño y ajuste dimensional precisos del electrodo de EDM. 2. LOS RECUBRIMIENTOS DE PVD APORTAN MAYORES NIVELES DE CONDUCTIVIDAD En el marco de ejecución del proyecto, se han aplicado los recubrimientos sobre piezas para SLS y piezas para FDM. 2.1 Recubrimientos de PVD para piezas de sinterizado láser En el primer caso, los electrodos están basados en diversas formulaciones de materiales, desarrolladas en el marco del proyecto, compuestas de resinas fenólicas y distintos porcentajes de grafito. El sinterizado de piezas de geometría simple diseñadas a tal fin ofrecieron resultados alentadores. Estas piezas pasan por un post-proceso que incluye el curado, la pirolisis y la infil- tración de las mismas, consiguiendo una mayor densidad aparente y, por tanto, facilitando e incrementando la conductividad base de las piezas. Este factor resulta de gran importancia a efectos del rendimiento mejorado de los recubrimientos. El metal que se empleó para el recu- brimiento de PVD sobre las probetas de mejor desempeño fue el cobre. Este material, junto con el grafito, es el material más empleado en la fabri- cación de electrodos y, de este modo, permite realizar una comparativa entre ambas opciones. Como puede observarse en la f igura 1, los cubos se recubrieron sin problemas. A estos efectos, las muestras se secaron previamente Algunas experiencias previas en elec- trodos para electrolizadores han demostrado que la conductividad superficial de las piezas se incrementa 5 veces con tan sólo una capa de 0,15 μm de grosor, así como la resistencia a la corrosión. Esto permitió prever que estos tratamientos, aplicados a los electrodos de EDM, podrían obte- ner buenos resultados al tiempo que resultaban altamente innovadores al no haberse encontrado literatura pre- via que lo especificase, aunque sí con otros procedimientos como la deposi- ción química de vapor, galvanoplastia, sol-gel e infiltración [1, 2, 3, 4]. Con respecto al proceso de elec- trodeposición, una vez adquirida la mínima conductividad eléctrica, bien a través de los materiales base o bien los recubrimientos de PVD, la pieza actúa de cátodo en el baño electro- lítico de Cu, en el que el ánodo será principalmente un disco de Cu con alto grado de pureza. El empleo de aditivos junto al cobre puede mejo- rar la uniformidad del recubrimiento, mantener un bajo nivel de tensiones internas y obtener una dureza acep- table, entre otros. Si la adhesión entre la muestra y el recubrimiento resulta pobre, se podría probar aplicar dos capas de metal. El control del pH del baño electrolítico en base a un diseño de experimentos puede regular otros factores demodo quemejoren el brillo, reduzca las picaduras y las tensiones internas. En el proyecto EDM-Additive, el grosor final dependerá de la tasa de desgaste del electrodo durante el proceso de EDM. La precisión dimensional de los elec- trodos de EDM es de gran importancia para su rendimiento en la fabricación del molde. Por ello, una vez aplicado el proceso de recubrimiento, los electrodos pasan por un proceso de caracterización mediante la medi- ción de la rugosidad de la superficie y las dimensiones finales. A este fin se utiliza una máquina de medición de coordenadas o proyector de perfiles,
RkJQdWJsaXNoZXIy Njg1MjYx