Microstructuring
We can endow materials with properties they didn't have before, without the need for adding coatings or chemical agents.
Objetivo. Sustituir un recubrimiento por un proceso sin químicos
Nuestro cliente, un fabricante de piezas de aluminio, quiere sustituir el proceso actual de recubrimiento para conseguir propiedades superhidrófobas en su pieza, por un nuevo proceso sin productos químicos ni consumibles.
Su objetivo es conseguir las mismas propiedades en cuanto al ángulo de contacto con agua que tiene ahora. Como requisitos adicionales importantes, es que en su caso el material viene en bobinas de aluminio y además su proceso tiene un alto tiempo de ciclo por la cantidad de piezas que fabrican al día.
Solución. Microestructuración con roll-to-roll sobre aluminio
El primer paso fue conocer el proceso productivo del cliente para poder seleccionar la tecnología que mejor encajaba en su caso. Le dimos una formación sobre las tecnologías disponibles, centrándonos en aquellas que no necesitaban químicos ni consumibles.
La opción que elegimos se llama “Roll-to-roll microstucturation” ó Microestructuración por estampación con rodillos. Con esta solución microestructuramos mediante láser los rodillos, y cuando el metal pasa a través de los rodillos, las microestructuras se transfieren a la bobina de metal. Estas microestructuras son las que van a aportar la funcionalidad, en este caso, superhidrofobicidad al aluminio.
El siguiente paso, dado el coste de los rodillos para el roll-to-roll, fue realizar las primeras probetas mediante láser directo. Así pudimos definir y optimizar la estructura que mejores propiedades nos daba en cuanto a ángulo de contacto con el aluminio.
También durante esta fase, realizamos varias caracterizaciones como confocal para medir la geometría de las microestructuras, abrasión para comprobar que eran resistentes en cuanto a su aplicación final, resistencia a agentes de limpieza y un ensayo diseñado adhoc para el cliente para comprobar la funcionalidad de la pieza en su aplicación real.
Con la microestructura ya totalmente definida, pasamos a la etapa de roll-to-roll. En esta etapa microestructuramos los rodillos y realizamos la optimización del proceso roll-to-roll con parámetros como tensión ó presión. Durante esta etapa ya pudimos tener aluminio microestructurado en bobinas así que nuestro cliente pudo fabricar piezas reales en los que ensayar la aplicación real.
También realizamos caracterizaciones de nuevo de confocal para comprobar la correcta transferencia de la microestructura y también caracterizamos los rodillos cuando tuvimos hechos unos kilómetros de aluminio para comprobar que no habían sufrido desgaste.
En este proyecto, pudimos acompañar a nuestro cliente desde la etapa inicial de diseño de la microestructura, hasta la etapa final de optimización del equipo industrial con el tiempo de ciclo real para productivo.
