Nueva tecnología pretratamiento y
electrodeposición
Ambos procesos son responsables del 50%
de la calidad del acabado en la pintura automotriz, por ello, existe nueva
tecnología basada en un proceso sólido de inmersión rotativa que reduce errores
y consumo energético.
Por: Micaela Fabiana Dominguez Tobar
A
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fin
de hacer más eficientes los procesos de pretratamiento (PT) y electrodeposición
(ED) catódica o cataforesis para
acabados automotrices, la empresa alemana Dürr lanzó al mercado una nueva
tecnología: Ecopaint RoDip.
Para poder entender el proceso de la
electrodeposición es necesario saber que es un procedimiento electroquímico
mediante el cual se logra cubrir una pieza con una fina capa de determinado
metal. Para lograrlo se sumerge la pieza a cubrir en una solución electrolítica
que contiene los iones del metal que formará la capa. La pieza se pondrá en
contacto con una fuente de corriente continua y con un electrodo que cumplirá
la función de ánodo o cátodo, cediendo electrones para que los iones metálicos
en solución se reduzcan y se depositen
sobre la pieza, que cumple la función de cátodo. De esta manera se obtiene el
recubrimiento metálico en la pieza.
En el mundo actual, se exponen las
características y procesos de deposición de los principales recubrimientos metálicos
industriales: cobre, cinc, cadmio, níquel, cromo, estaño, latón, plata, oro,
rodio y paladio. Al propio tiempo, se exponen las perspectivas de futuro de
cada uno de estos recubrimientos, teniendo en cuenta la problemática existente
en el mundo industrial actual y la competitividad entre ellos, que provoca el
auge de unos con respecto a los otros.
La electrodeposición de metales, tanto
los utilizados en el campo de la decoración, como en el campo tecnológico
(circuitos impresos, conectores, contactores y electrónica en general), poseen
una gran importancia en el mundo actual. Muchos de los logros alcanzados en
estas últimas décadas hubieran sido imposibles de conseguir sin la ayuda de los
recubrimientos metálicos electrodepositados, especialmente los recubrimientos
de plata, oro y metales preciosos del grupo del platino (paladio, rodio,
platino, iridio, etc.), esenciales sobre todo en el campo de la electrónica.
Pero no sólo en esta industria puntera han sido esenciales los recubrimientos
metálicos electrodepositados. Lo han sido también en otras que han contribuido
al bienestar y a la comodidad del hombre moderno: campo industrial de los
electrodomésticos, de la construcción, del enlatado de los alimentos, de la
automoción, de la aeronáutica, de las comunicaciones, de la navegación, del
deporte, de los satélites artificiales, etc.
El sistema Ecopaint RoDip, fue un
sistema desarrollado en Alemania consiste en un proceso de inmersión rotativa y
no requiere rampas de entrada ni salida, debido a que la carrocería del
vehículo efectúa una rotación completa de 360° en la cuba de inmersión. Esto
permite reducir significativamente la longitud de la cuba, al mismo tiempo
reduce el consumo de materiales y energía.
La
disminución del volumen no proporciona solamente un diseño más compacto, sino
también un menor consumo de materiales y energía. Asimismo, el RoDip produce un
espesor de capa uniforme, incluso en puntos críticos tales como las taloneras.
Esto, junto con el proceso optimizado de inmersión, inundación y escurrido,
garantiza una protección óptima contra la corrosión.
“Puesto que el 50% de la
calidad de la superficie se obtiene en las etapas de pretratamiento y
electrodeposición catódica o cataforesis, para Dürr es altamente prioritario
seguir desarrollando sus tecnologías respectivas”, informó la empresa en un
comunicado de prensa.”
Dürr presentó también la variante
Ecopaint RoDip E, que se realiza mediante una corredera eléctrica ubicada en un
lateral de la cuba, con lo que además del modo de operación continua, es
posible utilizar el modo de parada y arranque, así como programar curvas de
inmersión individuales.
Esta versión E está basada en el
desarrollo de un nuevo transportador de cargas pesadas, que también funciona
para el recubrimiento de vehículos comerciales. El transportador conduce
vehículos y monovolúmenes a través de las etapas de pretratamiento y pintado
por inmersión.
También cuenta con un nuevo sistema de
mando compatible con los principales PLC, que garantiza un funcionamiento seguro
y sin perturbaciones mediante la transmisión de datos a través de una banda de
frecuencia de 5 GHz. El administrador de tareas, un software desarrollado
exclusivamente para programar secuencias de procesos específicas para cada
carrocería, admite hasta 20 curvas de inmersión diferentes y está previsto para
grandes capacidades de producción.
Debido a que en los procesos de ED
convencionales la electricidad se suministra por secciones a la cuba de
inmersión completa, Dürr desarrolló el EcoDC MACS para un suministro de forma
selectiva, lo que debido a su electrónica de potencia innovadora repercute
positivamente en el consumo energético, así como en la calidad del
recubrimiento de las carrocerías.
Lo que destaca de este sistema está en
el control modular de los ánodos, que crea un perfil de tensión que se mueve
junto con la carrocería del vehículo. Esto se consigue gracias a la posibilidad
de activar y desactivar los ánodos de forma individual, y con la ventaja de
que, en caso de producirse un error en uno de los módulos o ánodos, los
contiguos pueden encargarse de su tarea, evitando así las pérdidas de
producción en caso de que falle algún ánodo concreto.
Existen varias variables,
interrelacionadas entre sí, a controlar durante el proceso:
-Hidrodinámica: el baño
electrolítico debe estar en continua agitación para mantener las partículas en
suspensión y transportarlas hasta la superficie del cátodo para su deposición
en el recubrimiento.
Para la electrodeposición se usa una
configuración de ánodo paralelo debido a su simplicidad y a la uniformidad de
la densidad de corriente eléctrica conseguida.
El incremento del flujo aumenta el ratio
de deposición, aunque si la agitación es demasiado intensa, el tiempo de
permanencia de las partículas en el cátodo no es suficiente para su
atrapamiento y son arrastradas de nuevo al baño.
Para incrementar la eficacia de la
deposición, es necesario mantener el baño electrolítico en régimen turbulento,
es decir, con valores del número de Reynolds entre 100 y 200.
-Densidad de corriente: determina el tiempo necesario para
conseguir el grosor de recubrimiento necesario y afecta al ratio de partículas
depositadas. Si la densidad de corriente es demasiado elevada, se acelera la
deposición de los iones metálicos y se reduce la captura de partículas en la
matriz, ya que éstas tienen mayor tamaño y peso que los iones. Por tanto, es
necesario encontrar un equilibrio entre el ratio de partículas depositadas y el
tiempo empleado en la electrodeposición.
-Características de las partículas: el proceso depende de la
composición, el tamaño, la densidad, la geometría y las propiedades de la
superficie (carga superficial, uniformidad, adherencia…) de las partículas a
depositar.
-Composición del baño: viene determinado por el tipo y la
concentración de electrolito, el pH (debido a la fragilización que provoca el
hidrógeno al quedar atrapado en los recubrimientos), la concentración de
partículas en suspensión (debido a los riesgos de sedimentación para valores
elevados), la temperatura y la presencia de aditivos (como por ejemplo
surfactantes).
Esta técnica permite hacer recubrimientos de forma continua y en
condiciones estándar sin necesidad de altas presiones ni temperaturas,
obteniéndose muestras uniformes en forma y distribución de partículas incluso
en caso de geometrías complejas, reduciéndose los residuos producidos y la
contaminación de las muestras y consiguiéndose materiales con gradientes de propiedades.
Bibliografia utilizada:
·
https://www.vanguardia-industrial.net/nueva-tecnologia-pretratamiento-y-electrodeposicion/ (Industrial, 2014)
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