Recubrimientos innovadores que prolongan la vida útil de las aeronaves
El método de deposición por rociado en frío consiste en acelerar partículas de polvo a velocidades supersónicas mediante un chorro de gas (helio) a temperaturas muy por debajo de su punto de fusión. En el ámbito del proyecto COLA (Coaxially laser assisted cold spray), los investigadores han utilizado una variante de la técnica de rociado en frío que obvia el empleo de helio, muy costoso. Este método implica el uso de una irradiación por láser que reblandece la superficie, lo cual facilita considerablemente la deposición de partículas. El equipo investigador ha desarrollado dos prototipos consistentes en cabezales rociadores multidireccionales con un conjunto anular de diodos láser, aptos para montar en distintos sistemas de rociado en frío disponibles en el mercado. Los láseres se han colocado en una disposición coaxial alrededor de boquillas pulverizadoras hechas a medida, intercambiables y optimizadas de cara al proceso. Unos elementos controlados por el usuario proporcionan formas de haz específicas, que permiten calentar los sustratos. Incorporan además un diseño de control de temperatura de los sustratos con múltiples sensores térmicos dispuestos axialmente que han permitido a los científicos controlar la temperatura superficial. Ambos sistemas de rociado en frío asistidos por láser han proporcionado recubrimientos densos de alta calidad que impiden la oxidación y el agrietamiento por corrosión bajo tensión de los componentes. Al eliminar el empleo del helio, sustituyéndolo por gas nitrógeno, el proceso COLA resulta más asequible. En comparación a otros procesos, la deposición por rociado en frío asistida por láser permite asimismo tasas de deposición más elevadas. En concreto, la irradiación por láser ha logrado que la deposición de aleación de níquel y cobre sea cuatro veces más eficiente que con el proceso convencional de rociado en frío. También reduce la porosidad hasta un 0,1 %, mantiene el contenido en oxígeno por debajo del 0,2 % y proporciona recubrimientos con valores de dureza un 80 % más altos que los de los sustratos. Unas piezas de acero con recubrimiento de bronce más ligeras y económicas de producir hallarán aplicación en un amplio abanico de industrias. Entre ellas, cabe citar los sectores químico, de desalinización del agua, de arquitectura naval, energético, del transporte, de la construcción y siderúrgico. Los aceros con recubrimiento de aleación de níquel son necesarios en aplicaciones para las que se requiere una resistencia a la corrosión elevada, como en componentes para baterías o automoción, o para reparaciones dúctiles o de baja solicitación, como en fundición. Con relación a las aeronaves, este proceso desarrollado recientemente debe dar como fruto componentes para motores aeronáuticos con mejores características y una vida útil prolongada que garanticen la seguridad de las pasajeros aéreos. Exceptuando el níquel y el cobre, el proceso COLA ofrece perspectivas muy prometedoras de cara a su empleo en otros materiales.
Palabras clave
Recubrimientos, corrosión, rociado en frío, aeroespacial, helio, asistida por láser
