Plásticos y Moldes

El amplio desarrollo en los últimos años de las tecnologías de Prototipado Rápido (RP) y en consecuencia de los Moldes Rápidos (RT) han permitido acortar enormemente los tiempos que van desde la concepción de una nueva idea de producto , en las etapas iniciales de diseño, hasta la fabricación final en serie y venta del mismo. El RT es un conjunto de técnicas muy diversa y variada que nos va a permitir obtener series cortas e incluso medias de piezas de plástico que pueden ser consideradas como prototipos o incluso como piezas finales. Dentro del RT tenemos diferentes procedimientos que permiten obtener moldes con insertos total o parcialmente metálicos. Uno de estos procedimientos objeto del presente trabajo es el de obtención de insertos metálicos para moldes mediante Electroforming. Según el Comité B8 del ASTM "electroforming es la producción o reproducción de piezas por electrodeposición sobre un mandril o modelo que es posteriormente separado".

El proceso analizado consiste básicamente en obtener una cáscara de Niquel electroformada a partir de un modelo fabricado por prototipado rápido, para posteriormente, una vez separada ésta del modelo , fabricar un inserto combinando dicha cáscara con un relleno a base de resina epóxica y carga metálica conductora del calor u otros elementos de difusión térmica.

Para el electroformado de la cáscara se sumergerán en el baño electrolítico un ánodo de níquel así como un cátodo formado por el modelo de RP previamente impermeabilizado y cubierto mediante pintura conductora

Para el estudio y análisis se cuenta con un equipo de prototipado rápido mediante técnica FDM; una máquina de diseño y fabricación propia para electroformado compuesta de: Cubeta con 100 litros de sulfamato de níquel, resistencias eléctricas, sistema de agitación mecánica, bomba de recirculación, filtro, sensor de temperatura y PH, rectificador de corriente, cuadro de control eléctrico y regulador de temperatura. Además se utilizarán equipos de control dimensional, de análisis metalográfico, de ensayo de resistencia mecánica y microscopio electrónico de barrido para el estudio y análisis de las cáscaras resultantes.

En esta primera fase del estudio se definen los elementos de proceso idóneos así como los parámetros que intervienen: Concentración de sulfamato de níquel, temperatura, PH, tiempo de electroformado, densidad de corriente, relación espesor-tiermpo de proceso. En las cáscaras resultantes se controlarán sus características mecánicas principales, estructura, calidad superficial, así como el grado de deformación debidas, por ejemplo, a un exceso de tensiones internas.

Se pretende validar el proceso de electroformado de insertos metálicos en determinadas aplicaciones, que por ejemplo, requieran un nivel de reproducibilidad y precisión elevados así como la obtención de un molde con elevada capacidad de producción, en relación a otros métodos de RT, incluso para series medias dada la alta resistencia de la cáscara de níquel.