POST-PROCESO PARA FABRICACIÓN ADITIVA: ELECTRODEPOSICIÓN

Nov 7, 2019Materiales, Tecnologías

Gracias a esta técnica y a las bondades de la fabricación aditiva en plástico, se pueden conseguir piezas muy livianas con diseños complejos y con grandes funcionalidades (conductividad eléctrica, resistencia al desgaste, resistencia a productos químicos, etc.) sin tener que recurrir a procesos de fabricación aditiva en metal, los cuales, debido a su precio, están fuera del alcance de muchos sectores.

Se puede conseguir mejora del rendimiento en la Fabricación Adictiva con la electrodeposición. Esta es comúnmente utilizada en la industria para recubrimientos de superficies metálicas y no metálicas, debido a la posibilidad de revestir piezas de grandes dimensiones con bajos costes de operación.

¿CÓMO FUNCIONA?

La electrodeposición es un proceso por el cual un recubrimiento metálico es aplicado sobre una superficie a través de una corriente eléctrica, generalmente continua. Los principales componentes son:

  • Electrolito: solución que contiene los iones de metal que se desea depositar.
  • Cátodo: superficie donde se presenta la reacción de reducción también conocido como electrodo de trabajo.
  • Ánodo: superficie donde se produce la reacción de oxidación. El ánodo puede ser activo o inerte. Cuando es inerte, este no sufre ningún cambio químico durante el proceso.

|Figura 1. Esquema del proceso electrodeposición

RETOS DE LA DEPOSICIÓN DE METAL EN PLÁSTICOS

El reto de la deposición en un substrato de plástico es que no conduce la electricidad. Por tanto, los iones metálicos cargados eléctricamente no conseguirán adherirse a la superficie de la pieza de plástico. Hay varias técnicas usadas en la industria para activar las superficies de los plásticos, preparándolos para la electrodeposición:

  • Etching (ABS): Implica el uso de una solución de ácido crómico que remueve el butadieno de la superficie, lo que facilita la unión del revestimiento metálico.
  • Electroless plating: Es una alternativa a la electrodeposición que depende de una reacción química auto catalítica en vez de el uso de corriente eléctrica para aplicar el revestimiento metálico.
  • Corona discharge: Proceso físico que genera aire ionizado, el cual reacciona con la superficie de plástico y desarrolla radicales libres. Los radicales reaccionan con el oxigeno en la atmósfera e incrementan la energía en la superficie del substrato de plástico mejorando la adhesión.
  • Tratamiento por llama: Introduce la superficie del plástico en una llama de gas, la cual, como resultado de su oxidación, aumenta la energía de la superficie.
  • Tratamiento por plasma: Requiere un sistema de tratamiento por plasma a baja presión, con una cámara en la que se introduce la muestra (el monómero o polímero con el que se desea recubrir) y un gas (o mezcla de gases) que se ioniza para generar el plasma. Durante el proceso ocurren diferentes fenómenos simultáneamente. Por un lado, los electrones del plasma golpean la superficie, quedando ésta activada y lista para recibir el polímero. Por otro, las partículas de recubrimiento se mezclan y transportan con el plasma hasta llegar a la superficie, donde quedan retenidas.

 

LOS MEJORES METALES PARA DEPOSICIÓN EN PLÁSTICO

Es posible la deposición en una gran variedad de metales.

  • Oro: Mejora la apariencia pero también tiene muchas otras ventajas. Tiene buena protección contra la corrosión y es un buen conductor de la electricidad.
  • Cobre: Es el más conocido debido a su excelente conductividad y precio reducido comparado con los metales preciosos como la plata y el oro.
  • Cromo: A pesar del hecho de que el cromo es altamente tóxico, es muy utilizado en la industria del automóvil.
  • Níquel: Tiene un acabado metálico brillante y es menos tóxico que el cromo, por lo que es utilizado como sustituto.

 

|Figura 2.  De izquierda a derecha: Oro, cromo, cobre y níquel.

APLICACIONES

Resistencia a la temperatura: Plásticos expuestos a temperaturas extremas puede hacer una pieza vulnerable. Un revestimiento metálico actúa como escudo térmico que minimiza este riesgo.

Productos de transmisión de radio: La deposición sobre antenas de plástico, filtros de RF o guías de onda los protegerá frente a los elementos y facilitará la transmisión de señales de radio.

|Figura 3 y 4 .  Guías de onda

Productos higiénicos: La deposición en plásticos introduce productos con calidad sanitaria esencial para productos que requieren limpieza e higiene.

Productos domésticos: Es frecuente encontrar deposición de metal en perillas y controles instalados en varios aparatos electrónicos. Usar esta técnica permite producir productos más baratos y competitivos.

Apariencia: Un recubrimiento metálico da sensación de robustez y da mucho valor económico.

|Figura 5. Recubrimiento de cromo en piezas de automoción

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