Capítulo 11Recubrir
Recubrimientos y acabado superficial
Los recubrimientos añaden una capa fina sobre una pieza terminada para protegerla, endurecerla o darle color, sin cambiar su forma. Todos los procesos de este capítulo responden a dos preguntas: cómo se forma la capa y cuánto espesor alcanza. Las respuestas van de películas de unos pocos átomos de espesor a capas proyectadas de varios milímetros de profundidad.
La idea principal
Un recubrimiento es una piel: la pieza de debajo hace el trabajo estructural y la piel da la cara al mundo. Piensa en una mesa de madera: la madera soporta la carga, pero el barniz decide si sobrevive a una bebida derramada. Los procesos se diferencian en cómo llega la piel:
- Un líquido que se seca o se cura: pintura a pistola, serigrafía.
- Polvo fundido hasta formar una película: recubrimiento en polvo.
- Inmersión en metal fundido: galvanizado en caliente.
- Electroquímica en un baño: galvanoplastia, anodizado (que hace crecer óxido del propio metal) y electroformado (que conserva la capa y retira la pieza).
- Vapor, átomo a átomo: PVD y CVD.
- Partículas proyectadas que se apilan: proyección térmica (fundidas) y proyección en frío (sólidas).
Aproximadamente del más fino al más grueso: películas PVD y CVD (de nanómetros a unas 20 µm) → galvanoplastia y anodizado (unas 5–50 µm) → pintura y recubrimiento en polvo (unas 25–150 µm) → galvanizado (unas 50–200 µm) → proyección térmica (unos 0,1–1 mm) → proyección en frío y electroformado (hasta varios milímetros o más).
Los 11 procesos de este capítulo
11.1Pintura a pistolaPintura líquida atomizada en una fina niebla que se seca o se curaAbrir la lección
11.2Pintura en polvoPolvo seco cargado se adhiere a la pieza y luego se funde en un hornoAbrir la lección
11.3SerigrafíaTinta empujada a través de una plantilla de mallaAbrir la lección
11.4Galvanizado en calienteAcero sumergido en zinc fundido forma una capa de zinc unidaAbrir la lección
11.5Galvanizado electrolítico (cromo, níquel, zinc)La corriente eléctrica deposita metal desde un bañoAbrir la lección
11.6AnodizadoLa corriente hace crecer una capa dura de óxido a partir del propio aluminioAbrir la lección
11.7ElectroformadoUn recubrimiento crecido hasta ser grueso sobre un modelo, y luego retiradoAbrir la lección
11.8Recubrimiento PVD (películas finas en vacío)Átomos arrancados de un blanco recubren las piezas en vacíoAbrir la lección
11.9Recubrimiento CVDLos gases reaccionan sobre una superficie caliente y dejan una películaAbrir la lección
11.10Proyección térmica (plasma, HVOF, arco)Gotas fundidas disparadas contra una pieza se apilan en una capaAbrir la lección
11.11Proyección en frío (cold spray)Granos de metal sólido se sueldan por pura velocidadAbrir la lecciónCara a cara
| Proceso | En una línea | Ideal para | Tamaño de serie | Precisión |
|---|---|---|---|---|
| 11.1Pintura a pistola | Pintura líquida atomizada en una fina niebla que se seca o se cura | Color y protección en casi cualquier cosa | De piezas únicas a líneas de carrocerías | Película de unas 25–100 µm, incluso con buena técnica |
| 11.2Pintura en polvo | Polvo seco cargado se adhiere a la pieza y luego se funde en un horno | Acabados tenaces y sin disolventes sobre metal | De series pequeñas a líneas continuas | Película de unas 50–150 µm |
| 11.3Serigrafía | Tinta empujada a través de una plantilla de malla | Gráficos, etiquetas, electrónica impresa | De decenas a miles de impresiones | Detalle de línea de hasta una fracción de milímetro |
| 11.4Galvanizado en caliente | Acero sumergido en zinc fundido forma una capa de zinc unida | Protección contra el óxido para acero estructural | De vigas sueltas a bastidores de gran volumen | Capa de unas 50–200 µm, irregular |
| 11.5Galvanizado electrolítico (cromo, níquel, zinc) | La corriente eléctrica deposita metal desde un baño | Acabados de cromo, níquel, zinc, oro | De series pequeñas a muy grandes | Capa de unas 5–50 µm, controlable |
| 11.6Anodizado | La corriente hace crecer una capa dura de óxido a partir del propio aluminio | Superficies de aluminio duraderas y coloreables | De series pequeñas a muy grandes | Capa de unas 5–50 µm, muy uniforme |
| 11.7Electroformado | Un recubrimiento crecido hasta ser grueso sobre un modelo, y luego retirado | Carcasas finas que copian detalles finos | De piezas únicas a series medias | Copia detalles de menos de 1 µm |
| 11.8Recubrimiento PVD (películas finas en vacío) | Átomos arrancados de un blanco recubren las piezas en vacío | Películas duras y finas en herramientas y decoración | Lotes de cientos a miles | Película de unas 1–5 µm |
| 11.9Recubrimiento CVD | Los gases reaccionan sobre una superficie caliente y dejan una película | Capas de chips, recubrimientos gruesos de plaquitas | Lotes grandes | De nanómetros a unas 20 µm, muy uniforme |
| 11.10Proyección térmica (plasma, HVOF, arco) | Gotas fundidas disparadas contra una pieza se apilan en una capa | Recubrimientos gruesos contra desgaste, calor y óxido; reparaciones | De piezas únicas a series | Unos 0,1–1 mm, rectificado si hace falta |
| 11.11Proyección en frío (cold spray) | Granos de metal sólido se sueldan por pura velocidad | Reparaciones y recargues densos de metal | De reparaciones a series pequeñas | Basto, mecanizado después |
Cómo elegir dentro de esta familia
- Parte del trabajo que necesitas: color y protección básica → pintura o recubrimiento en polvo; protección del acero contra el óxido → galvanizado o zinc proyectado; desgaste y dureza → PVD, CVD, recubrimiento electrolítico duro o proyección térmica.
- Comprueba el espesor que necesitas: las películas de micras conservan los bordes afilados y los tamaños exactos; las capas de milímetros pueden recuperar piezas desgastadas.
- Comprueba el calor que aguanta la pieza: el CVD trabaja cerca de 1.000 °C, el galvanizado cerca de 450 °C y el curado del polvo cerca de 200 °C, mientras que la galvanoplastia, el anodizado y la proyección mantienen la pieza fría.
- Comprueba hasta dónde llega el proceso: los baños y los gases recubren agujeros y caras ocultas; las proyecciones y el PVD recubren solo lo que ven.
- Adapta el material: el anodizado es sobre todo para aluminio, el galvanizado para acero, la proyección en frío para metales dúctiles.
Palabras clave
- Sustrato
- la pieza que se recubre, por oposición al recubrimiento que lleva encima.
- Adherencia
- lo bien que se pega un recubrimiento; depende mucho de la limpieza y el desbastado de la superficie.
- Electrolito
- un líquido que conduce la electricidad, usado en galvanoplastia, anodizado y electroformado.
- Línea de visión
- un proceso que solo recubre las superficies que ve directamente, como una proyección o el PVD.
- Recubrimiento conforme
- una capa que sigue todas las superficies por igual, incluidos los agujeros, como hace el CVD.
- Micra (µm)
- una milésima de milímetro; un cabello humano mide aproximadamente 50–100 µm de grosor.
- Plasma
- un gas tan energizado que conduce la electricidad y brilla.
- Enmascarado
- cubrir las zonas que deben quedar sin recubrir.
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