Lección 11.7RecubrirCapítulo 11 · Recubrimientos y acabado superficial

Electroformado

Un recubrimiento crecido hasta ser grueso sobre un modelo, y luego retirado

El electroformado hace crecer una pieza metálica átomo a átomo sobre un modelo y luego retira el modelo. Es galvanizado electrolítico (Galvanizado electrolítico) que se deja funcionando hasta que el metal se sostiene solo. Las láminas de afeitadoras y los estampadores de discos de vinilo se hacen así, porque copia un detalle más fino que una micra (una milésima de milímetro).

Foto: Jotquadrat, CC BY-SA 3.0, vía Wikimedia Commons

Electroformado · mandril, baño de recubrimiento, copia separadaLee los tres paneles de izquierda a derecha; los números en círculo corresponden a los pasos de abajo.

Cómo funciona

Haz el mandril. El mandril (la forma maestra sobre la que crece el metal) se mecaniza, se moldea, se imprime en 3D o se graba. Su superficie es el negativo de la que quieres.
Haz conductora su superficie. Los mandriles de plástico, cera o vidrio reciben una capa conductora muy fina, como pintura de plata o grafito. Los mandriles metálicos reciben en cambio una capa de desmoldeo, para que la copia pueda soltarse después.
Sumerge y conecta. El mandril entra en un electrolito (un baño de sales metálicas disueltas), frente a un ánodo (el electrodo positivo, una placa de níquel o cobre). Una fuente de corriente continua hace del mandril el cátodo (el electrodo negativo).
Haz crecer el metal. La corriente atrae iones metálicos (átomos con carga eléctrica) hacia el mandril, donde se convierten en metal sólido. El ánodo se disuelve lentamente y repone el baño. La capa suele engrosar decenas de micras por hora, así que una pieza tarda de horas a días.
Separa la copia. La cáscara se despega o se levanta, o el mandril se funde o se disuelve. La copia se recorta y se termina; un mandril reutilizable vuelve a entrar para la siguiente.

Datos clave

Materiales: Sobre todo níquel y cobre, también oro, plata y hierro; mandriles de metal, vidrio, silicio, plástico o cera
Piezas típicas: Cáscaras finas, láminas, mallas finas, piezas huecas sin costuras, moldes con textura fina
Tamaño de pieza: Desde micropiezas de menos de 1 mm hasta cáscaras de decenas de centímetros; paredes de unas pocas micras a varios milímetros
Precisión: Copia el detalle del mandril por debajo de 1 µm (una milésima de milímetro); el espesor de pared es menos uniforme, mayor en bordes y esquinas
Acabado superficial: Cara interior tan lisa como el mandril, como un espejo en uno pulido; cara exterior mate y menos definida
Tamaño de lote adecuado: De piezas únicas a series medianas; un mandril puede hacer muchas copias
Coste de utillaje y máquina: De bajo a moderado: cientos de dólares para una cuba de aficionado, normalmente decenas de miles o más para una línea industrial; el largo tiempo en el baño es el coste principal
Velocidad: Lento: normalmente decenas de micras por hora, así que una pared de 1 mm tarda un día o más

Ventajas y límites

Ventajas

Copia un detalle extremadamente fino, incluso superficies de calidad óptica
Hace cáscaras y mallas finas, ligeras y sin costuras
Metal puro con un grano fino y resistente
Un mandril puede hacer muchas copias idénticas

Límites

Lento: las piezas gruesas tardan de horas a días
La copia debe salir del mandril, lo que limita las formas
Superficie exterior menos precisa; el metal se acumula en bordes y esquinas
Requiere una química del baño cuidadosa, parte de ella peligrosa

Dónde se usa

Música y mediosEstampadores de discos de vinilo, estampadores de CD y DVD
Productos de consumoLáminas de afeitadoras eléctricas, filtros y tamices finos
Impresión y electrónicaPlacas de boquillas de inyección de tinta, pantallas de serigrafía rotativa, micromoldes
Espacio y ópticaCáscaras de espejos de telescopios de rayos X, reflectores, guiaondas
AeroespacialToberas de pared fina, camisas de refrigeración, fuelles
Joyería y artePiezas huecas ligeras de oro y plata, hojas recubiertas de metal

Cómo reconocerlo

Una pieza metálica fina que copia una textura con una nitidez asombrosa, como los diminutos agujeros de una lámina de afeitadora.
Una pieza ligera y hueca sin costuras, cuyo interior refleja la forma de un modelo.
Bordes y esquinas algo más gruesos o redondeados que las zonas planas, por la acumulación extra de metal.
Una hoja o cáscara convertida en metal con cada nervio y cada cresta todavía visibles.

Compáralo con

Galvanizado electrolítico11.5mismo baño y misma corriente, pero la capa fina se queda en su pieza; el electroformado conserva la capa y retira el modelo.Fundición a la cera perdida1.2también copia un modelo en metal, pero vertiendo metal fundido; el electroformado copia un detalle mucho más fino sin fundir nada.LIGA13.7usa el electroformado para rellenar moldes diminutos hechos por litografía, para construir micropiezas.

Míralo

Winovus · Cómo crece el níquel sobre un mandril y luego se separa

Well Made Music · Cómo un máster de disco se convierte en estampadores de níquel

Guild's Garage · Un montaje de taller pequeño: pintura conductora, baño, fuente de alimentación

Electroforming Artist · Una hoja real pintada, recubierta y convertida en cobre

Ver fotos reales

Wikipedia: Electroformado — principio, mandriles y usos; sobre todo texto, pocas fotos
Búsqueda de fotos en Wikimedia Commons

Recuerda

El electroformado es galvanizar un modelo hasta que el metal se sostiene solo y luego retirar el modelo.
Copia un detalle más fino que una micra, pero solo crece decenas de micras por hora.
Las láminas de afeitadoras, los estampadores de discos y las cáscaras de espejos de rayos X se electroforman.