Tecnología laser. Thomas Schopphoven especialista en deposición de material con láser de alta velocidad extrema (EHLA, por sus siglas en inglés). Explica que EHLA es un proceso de recubrimiento que puede ofrecer mejoras significativas, en comparación con otros métodos de electrodeposición, como la deposición por láser.
Dentro de las principales ventajas destaca la ultrarápida unión metalúrgica entre el recubrimiento de aleación y el sustrato metálico. EHLA puede recubrir un rodillo con una mezcla de polvo de hierro, níquel y cobalto a una velocidad de hasta 200 m/minuto. El proceso permite aplicar capas de entre 50 a 300 µm de espesor.
EHLA, en comparación con la deposición de material por láser, permite una velocidad de avance hasta 250 veces más rápida, una velocidad de recubrimiento 10 veces mayor y una reducción de la rugosidad de la superficie de 10 veces.
Tecnología laser. La tecnología puede usarse con una variedad de materiales como hierro, níquel, cobalto, cerámicas y carburos. EHLA ha demostrado ser altamente exitosa en el recubrimiento de cilindros hidráulicos para aplicaciones en alta mar.
Sistema EHLA
El sistema cuenta con un boquilla de polvo con tecnología TRUMPF que facilita una velocidad de recubrimiento de 600 centímetros cuadrados por minuto o más. Debe haber grandes cantidades de polvo y, en consecuencia, un láser de diodo con potencia suficiente para fundir el polvo.
Los materiales empleados son polvos que se usan comúnmente en recubrimientos convencionales, en la pulverización térmica e incluso en la fabricación aditiva. El sistema cuenta con un alimentador de polvo y se debe tener la precisión necesaria para mover el polvo dentro del diámetro del haz.
Funcionamiento de la tecnología ultrarrápida por laser
EHLA se basa en la deposición de material por láser convencional (LMD), Sin embargo, en este proceso las partículas se funden antes de que lleguen a la piscina de fusión. El polvo generalmente es propulsado por un gas portador inerte, como argón, nitrógeno o helio.
Tecnología laser. En cuanto al tema del tiempo, debe tenerse en cuenta que hay una pequeña zona afectada por el calor (ZAC), del orden de 5-10 µm, ya que la convección de calor es un proceso que depende del tiempo y esto está ocurriendo rápidamente. Schopphoven dice que esto puede permitir el recubrimiento de un acero termotratable sobre una aleación de aluminio, dos materiales con temperaturas de fusión completamente diferentes.
Schopphoven dice que, debido a que se forma una unión mecánica entre el recubrimiento y el sustrato, el proceso de termorrociado requiere que la superficie del sustrato sea pulida con chorro de arena o activada de otro modo. Todo lo que se necesita para la EHLA es que la superficie esté libre de aceite.
Si bien los parámetros de la EHLA se pueden ajustar para ofrecer una superficie que puede no requerir ningún procesamiento posterior como el pulido, también se pueden ajustar para proveer una superficie que permita aceptar el termorrociado.
Si la pieza se somete a cargas elevadas y dinámicas de flexión que pueden provocar el agrietamiento del revestimiento por termorrociado y una posible corrosión del sustrato, con el revestimiento de EHLA, incluso si la capa de termorrociado se agrieta, la capa de EHLA protegerá la pieza.
¿Cuándo usar EHLA?
EHLA es una alternativa sólo si se cubren los aspectos tecnológicos. Es decir, que si el recubrimiento cumple los requisitos del uso final de la pieza en comparación con el que se pueda aplicar de otra manera. Un ejemplo son las aleaciones con un contenido de carburo del 80%, son difíciles debido a la dificultad que presenta el fundir rápidamente las partículas de carburo.
Tecnología laser. Otro aspecto a considerar es el económico, para los procesos galvánicos puede haber un baño en el que se sumergen 100 partes al mismo tiempo, en este caso se pueden reducir los costos; por lo que hay que tomar en cuenta que EHLA no es un proceso de baño.
Un láser de diodo tiene una buena eficiencia energética optoeléctrica y los procesos galvánicos requieren mucha energía. También hay que considerar que la EHLA es muy eficiente en términos de uso del material, con un 90% del polvo aplicado en la pieza.
Si se toman en cuenta todas las consideraciones técnicas y económicas de EHLA y si es aplicable, el resultado será al menos competitivo, o mejor que otros métodos de deposición.
