Artículo

Microestructuración por estampado en caliente

Tecnologías
Portada-e1653380787662

Cada día, son más las empresas y los sectores que quieren aportar nuevas propiedades a sus productos, para diferenciarlos de los de la competencia. Para conseguir esto, la microestructuración está cogiendo impulso, ya que puede modificar las propiedades superficiales de los materiales de una forma similar a los coatings, pero resolviendo varios de los problemas más críticos que tienen estos. En ATRIA trabajamos con diversas tecnologías de microestructuración, y hoy os vamos a hablar sobre una de las más útiles para realizar pruebas de concepto, la microestructuración por estampado en caliente.

¿Qué es la microestructuración por estampado en caliente?

La microestructuración de una superficie se basa en la modificación, de forma controlada, de la rugosidad y acabado de dicha superficie a nivel microscópico. Esto se lleva realizando en la industria desde hace décadas, ya que, según su definición, el pulido espejo por ejemplo es un tipo de microestructuración. Sin embargo, la parte novedosa de esta técnica radica en que además del aspecto de la superficie, con determinados diseños y configuraciones de patrones en la microestructura, se pueden controlar propiedades físicas como la mojabilidad, la condensación, o la proliferación de bacterias, entre otras.Foto_2La estampación en caliente, consiste en la aplicación de presión y temperatura a una superficie para conseguir que adopte la forma del estampador. Esta técnica se lleva usando siglos, como por ejemplo en el lacrado de los sobres.
En definitiva, la microestructuración por estampado en caliente o hot embossing microstructuring, es un proceso en el que se han mezclado dos técnicas bien conocidas en la industria, para conseguir unos efectos novedosos y diferenciadores. Si bien es cierto que la mayor complejidad del proceso recae en el diseño de las microestructuras para conseguir la propiedad buscada, la correcta definición de los parámetros de estampado es la que decidirá si dicha microestructura se transfiere correctamente al material con el que se trabaje.

Tipos de microestructuración

Existen distintos tipos de tecnologías por las que se puede conseguir aportar una microestructura a una superficie. A continuación, se señalan los más interesantes para la industria:

Microestructuración directa por láser

El láser es una tecnología muy versátil y capaz de microestructurar materiales muy diversos como los plásticos, los metales o las cerámicas. Su aplicación está en constante estudio, aunque el mayor problema que presentan actualmente es el alto tiempo de ciclo que necesitan para microestructurar las superficies, que muchas veces hacen esta opción inviable para la industria. Podéis ver ejemplos de microestructuración directa por láser de ATRIA aquí.Foto_4

Microestructuración en molde

Es un tipo de microestructuración indirecta, en la cual se microestructura un molde de inyección mediante tecnología láser u otra tecnología. Dicha microestructura se transfiere a las piezas finales durante el proceso de inyección. Es un proceso rápido que no afecta al tiempo de ciclo de las piezas y permite trabajar sin alterar el proceso productivo. Podéis ver ejemplos de microestructuración en molde de ATRIA aquí.Foto_5

Microestructuración mediante rodillos

En el caso de materiales finos, como films, telas o láminas, es posible someterlos a un proceso de microestructuración indirecta al hacerlos pasar por rodillos en los que se ha grabado previamente la microestructura deseada. Este tipo de microestructuración es rápida y permite obtener una gran cantidad de material microestructurado. Podéis ver ejemplos de microestructuración mediante rodillos de ATRIA aquí.Foto_6

Microestructuración por estampado en caliente

Como se ha comentado previamente, este tipo de microestructuración indirecta es sencilla y permite microestructurar cualquier tipo de material. Es muy adecuado para la realización de pruebas y prototipos, al tener una menor cantidad de parámetros de proceso que pueden influir en el resultado final. Además, trabajar con estampadores es menos costosos que los moldes o los rodillos. Podéis ver ejemplos de microestructuración por estampado en caliente de ATRIA aquí.Foto_7

Diferencias entre microestructuración y coatings

Muchas de las propiedades que se pueden conseguir en las superficies de los materiales mediante microestructuración, se pueden obtener también mediante el uso de coatings o recubrimientos. Ambas tecnologías son adecuadas en muchos casos, pero hay otros en los que sólo una de las dos será la adecuada. Por ello, mostramos a continuación las diferencias que presentan entre ellas:Foto_8

Método de funcionamiento

Los coatings son recubrimientos muy finos de un material que se aplican en las superficies de productos. Se consigue mejorar o adquirir nuevas propiedades en el material base mediante el recubrimiento de otro material, o lo que es lo mismo, modificando la interacción química de la superficie. En el caso de la microestructuración, se modifica la rugosidad de la superficie, por lo que se trabaja sobre la interacción física de la superficie, en vez de la química.Foto_9

Resistencia a la abrasión

Los coatings o recubrimientos suelen ser muy finos, ya que se deposita únicamente la cantidad de material necesario para conseguir el cambio en las propiedades del material base. Debido a esto, suelen tener una baja resistencia a la abrasión. Los roces pueden desgastar rápidamente la capa de recubrimiento. Sin embargo, la microestructuración trabaja sobre el mismo material base, por lo que la resistencia a la abrasión es la misma que la original.Foto_10

Método de aplicación

Un parámetro determinante desde el punto de vista productivo, es el método de aplicación de cada tecnología. En el caso de los recubrimientos, es necesario usar grandes cantidades de químicos peligrosos, mientras que para la microestructuración no se necesita hacer uso de ningún consumible y se suele poder adaptar a procesos productivos ya existentes.

Beneficios de la microestructuración por estampado en caliente

Existen diversos beneficios de realizar la microestructuración de superficies mediante estampado en caliente:

  1. Facilidad de trabajo: es una tecnología ideal para probar diversas microestructuras, al ser un proceso de transferencia sencillo y con pocas variables a controlar.
  2. Bajos costes: al no tener que microestructurar moldes o rodillos de grandes dimensiones, los costes de los estampadores y de realizar la microestructura son menores que con el resto de tecnologías de microestructuración
  3. Apto para gran rango de espesores: si bien es cierto que se suele trabajar normalmente con espesores bajos, como en el caso de films, telas o láminas, mientras la superficie sea lisa, se puede usar esta tecnología en cualquier tipo de espesor de material.
  4. Interpolación de parámetros: al ser el estampado en caliente un proceso donde se requiere temperatura y presión, se pueden interpolar los resultados obtenidos en este proceso a los demás para conocer aproximadamente la temperatura y presión que serán necesarios. Esto hace que el estampado en caliente sea un buen punto de partida para conocer la viabilidad de usar el resto de procesos de microestructuración

¿Quieres ayuda con tu proyecto de microestructuración? ¡Contacta con nosotros!

Contacto-cortada-image

Contacto

Tu éxito es nuestra meta. Queremos ser tu compañero en el desarrollo de tus proyectos, aprovechando el poder de la innovación, la flexibilidad y la confianza que ofrecemos. Juntos, marcamos la diferencia a través de nuevas tecnologías.

¡Contáctanos y construyamos el futuro juntos!