Preguntas frecuentes relacionadas con los recubrimientos

Los recubrimientos poliméricos son capas finas de polímero aplicadas a sustratos planos o irregulares. Los recubrimientos poliméricos pueden ser funcionales, protectores o decorativos. También se utilizan para modificar superficies (recubrimientos de papel, recubrimientos hidrófobos). Aunque los recubrimientos poliméricos son principalmente orgánicos, también pueden incluir partículas cerámicas o metálicas para aumentar su durabilidad, funcionalidad o estética [1].

Las aplicaciones suelen requerir una combinación de propiedades de volumen y superficiales en diferentes lugares, momentos y en función de las circunstancias. Los recubrimientos poliméricos se utilizan a menudo para modificar las propiedades superficiales del sustrato y mejorar su rendimiento. Por ello, los recubrimientos se han convertido en una rama clave de la ciencia de los materiales tribológicos.

[1] Francis, L. F., & Roberts, C. C. (2016). Capítulo 6-Procesos de dispersión y solución. Materials Processing.

El término recubrimiento polimérico sugiere que dicho recubrimiento está compuesto predominantemente por polímeros. Sin embargo, las formulaciones de los recubrimientos se componen de ingredientes orgánicos e inorgánicos: aglutinantes, cargas (o pigmentos), aditivos y disolventes [2].

[2] Gijsbertus de With, (2018). Polymer coatings: A guide to chemistry, characterization, and selected applications, Wiley-VCH Verlag GmbH and Co, ISBN 978-3-527-80633-1.

Los Recubrimientos de polímeros están diseñados para mejorar la función o el aspecto de los componentes aprovechando las propiedades inherentes del material, como las propiedades autolubricantes y la resistencia a la corrosión y a la resistencia química.
 

Nuestra gama de recubrimientos se compone de referencias que utilizan diferentes matrices poliméricas que permiten diferentes niveles de capacidad de carga y temperatura de funcionamiento, así como la idoneidad para trabajar en diferentes medios.

GGB ofrece recubrimientos fabricados con polímeros en todo el espectro de propiedades mecánicas y térmicas que pueden ofrecer. Los polímeros de los recubrimientos de GGB son epoxi, PFA, PES, PAI, PAEK y PBI. Los polímeros básicos como PE, PP, PET o ABS no se tienen en cuenta porque tienen un rendimiento mecánico/térmico insuficiente para hacer frente a las solicitaciones tribológicas.

Los recubrimientos existen en forma orgánica e inorgánica. Los Recubrimientos industrializados más comunes se clasifican en polímeros, metales y cerámica. Los recubrimientos tribológicos GGB se basan principalmente en la tecnología de polímeros cuidadosamente formulados para minimizar la fricción y aprovechar sus propiedades autolubricantes.  Estos recubrimientos son relativamente baratos y pueden aplicarse utilizando la tecnología tradicional de pintura por pulverización.  Por el contrario, los recubrimientos metálicos y cerámicos requieren equipos más especializados, son más costosos y, aunque son más duraderos y resistentes a temperaturas más altas, son menos adecuados para aplicaciones tribológicas debido a su mayor fricción.

La tecnología de recubrimiento de superficies se refiere generalmente a la aplicación de una película o capa fina o de un material distinto sobre un sustrato que mejora de alguna manera las características de la superficie. El recubrimiento superficial puede estar diseñado para proporcionar específicamente protección química o contra la corrosión, mejorar la dureza y la durabilidad, proporcionar características autolubricantes en caso de movimiento relativo y contacto con otros cuerpos, o incluso puede tener simplemente fines decorativos. El objetivo de esta tecnología es garantizar una unión mecánica o química eficaz entre el recubrimiento y la superficie subyacente. La tecnología de recubrimiento de superficies de GGB se dedica a prolongar la vida útil de las piezas móviles modificando las superficies de recubrimiento para reducir el consumo de energía y mejorar la eficiencia minimizando la fricción, simplificando el diseño gracias a un comportamiento de autolubricación que elimina la necesidad de lubricación por terceros, como grasa o aceite, y prolongando la durabilidad al reducir el riesgo de daños por agarrotamiento. El recubrimiento GGB utilizado de este modo sirve como elemento de sacrificio que protege el componente de sustrato más caro.

Los recubrimientos de protección UV se refieren generalmente a los recubrimientos diseñados y aplicados a propósito para proteger contra los efectos dañinos o de envejecimiento de la radiación ultravioleta y la luz solar. El recubrimiento está diseñado para actuar como barrera, absorbiendo los rayos UV e impidiendo la penetración en la superficie subyacente. Esta tecnología se utiliza habitualmente para crear la película protectora de las gafas de sol para proteger los ojos o como pinturas transparentes protectoras que evitan la decoloración de la superficie coloreada subyacente, por ejemplo, la pintura de la carrocería de los coches.

La mayoría de los recubrimientos poliméricos son polímeros termoplásticos. En los polímeros termoplásticos, las macromoléculas individuales del polímero están entrelazadas pero siguen siendo en gran medida independientes entre sí. Por lo tanto, los recubrimientos termoplásticos se caracterizan por su gran flexibilidad, buena capacidad de alargamiento y alta resistencia al impacto, pero menor resistencia al rayado. Proporcionan una excelente protección contra la corrosión.

Algunos de los recubrimientos poliméricos más avanzados son los termoestables. Son redes tridimensionales infinitas de macromoléculas de polímeros interconectadas covalentemente. Esta red tridimensional ofrece una excelente resistencia de las capas poliméricas a los disolventes, los productos químicos y las tensiones mecánicas. Su elevada dureza les permite ser extremadamente resistentes a los arañazos y al desgaste. 
Los recubrimientos termoestables se aplican como líquidos sobre un sustrato y parten de moléculas cortas que se reticulan entre sí durante el curado a una temperatura determinada para formar una red tridimensional permanente a partir de una reacción química irreversible. Esta necesidad de curado se refleja inevitablemente en la elección del material del sustrato.

Aunque se utilizan disolventes para ayudar a procesar los recubrimientos, los recubrimientos poliméricos de GGB en su forma aplicada acabada no son tóxicos. GGB desarrolla a propósito sus formulaciones pensando en la seguridad, evitando el uso de sustancias prohibidas o controladas por la legislación. De hecho, algunos de los recubrimientos GGB, TS650, TS651, TS652 y TS742 por ejemplo, son conformes a la FDA y por lo tanto pueden utilizarse con seguridad en contacto con alimentos.

La selección del sistema de recubrimiento depende de diferentes factores y, como es obvio, de su aplicación. Por ello, le recomendamos que rellene el formulario de contacto para que nuestro equipo de ingeniería de aplicaciones pueda trabajar con usted para determinar cuál es la solución óptima.

GGB es capaz de revestir piezas de tan sólo unos pocos milímetros de dimensión hasta un tamaño máximo de 5 m x 2,5 m x 2,5 m. Sin embargo, la complejidad de la geometría puede imponer algunas restricciones.

En función del recubrimiento seleccionado, la temperatura de curado puede ir desde la temperatura ambiente hasta un máximo de 420ºC. Para los que están sometidos a temperaturas de curado más altas, se debería tomar en consideración el efecto potencial de recocido del sustrato.

Los recubrimientos se pueden aplicar en áreas específicas de una pieza tapando las superficies en las que no se permite el recubrimiento o usando estas áreas como puntos de tratamiento sacrificados durante el proceso de fabricación. No obstante, el recubrimiento del componente íntegro tiene la ventaja de la protección total contra la corrosión y la agresión química y, en la mayoría de casos, no resulta más caro.

Los requisitos de acabado de la superficie del componente que se debe recubrir son mucho menos estrictos que las especificaciones de superficie tradicionales para componentes tribológicos, por tanto el cliente experimenta una reducción de costes. Antes del recubrimiento, las superficies pueden tener una rugosidad de hasta 1.6Ra ya que el proceso de recubrimiento incluye un paso de modificación de la superficie para garantizar una adhesión óptima.

Un espesor nominal de 25 µm es la guía más común para el recubrimiento por pulverización líquida. Sin embargo, algunos polímeros pueden alcanzar hasta 50-80 µm ajustando la viscosidad y/o el número de pasadas. El grosor típico y la tolerancia respectiva para cada revestimiento en la tabla siguiente:

Tenga en cuenta que las tolerancias pueden variar en función de la geometría de la pieza y la complejidad de la zona revestida (debe revisarse proyecto por proyecto). Para estos casos, tenga en cuenta un aumento de la tolerancia a ±10 µm.
La elección del material y del proceso se basará en los requisitos funcionales. Por lo tanto, el mejor espesor para una aplicación específica depende del material de revestimiento y del proceso seleccionados.

No hay límite para la profundidad a la que se puede aplicar el recubrimiento. Solo hay un límite en la relación de aspecto de dicho orificio/cavidad. Por norma general, hasta un diámetro de orificio de 50 mm, podemos controlar el grosor del recubrimiento si el radio de profundidad/diámetro no supera a 3. Si el orificio/cavidad tiene una abertura superior a 50 mm, se pueden utilizar pulverizadores para cubrir toda su extensión y controlar el grosor del recubrimiento.

Se puede aplicar un recubrimiento de rendimiento tribológico a la mayoría de sustratos, por ejemplo, metales, polímeros y compuestos de cualquier forma o disposición. La viabilidad del recubrimiento depende de las propiedades térmicas y químicas del sustrato, ya que debe superar el proceso de aplicación y curado.

Los recubrimientos han sido diseñados específicamente para reducir la fricción entre las superficies que interactúan en un movimiento relativo. Los recubrimientos TriboShield son autolubricantes. Por ello, están específicamente diseñados para una baja fricción y buena resistencia al desgaste.

Para aplicaciones específicas, GGB también puede crear recubrimientos de alta fricción manteniendo el bajo nivel de desgaste como propiedad clave del recubrimiento.

Tenemos una serie de recubrimientos que cumplen con la FDA. La aprobación real se concede para cada uso específico y necesita un proceso de certificación específico que debe ser realizado por un laboratorio de terceros.

La diferencia de peso entre el recubrimiento y el cojinete es insignificante, por lo que no hay que destacar el hecho de que se puede aplicar directamente sobre materiales ligeros como el aluminio, el magnesio o el titanio.

En muchos casos, los recubrimientos se aplican directamente al componente del cliente para evitar el montaje y simplificar la lista de materiales. El componente a recubrir no requiere un mecanizado fino y se puede especificar una rugosidad de 1.6 μm Ra. Además, también se puede eliminar el refuerzo y/o pulido habitual de las superficies.

Los polímeros generalmente constituyen una barrera eficiente contra la corrosión o la agresión química. Al recubrir la pieza entera, el recubrimiento puede satisfacer potencialmente sus necesidades tribológicas y de resistencia química. Las características de amortiguación de los recubrimientos de polímero también pueden ayudar a reducir el ruido, la vibración y dureza facilitando un funcionamiento más silencioso.

Sí: 

Casi todos nuestros revestimientos proporcionan aislamiento eléctrico en diversos grados que están relacionados con la geometría de la pieza, el nivel de espesor del revestimiento y la rigidez dieléctrica del revestimiento específico. La excepción es el TS742, que es un revestimiento disipador de estática, lo que implica que es intrínsecamente conductor.

Sólo el TS742 proporciona propiedades de disipación estática y, por tanto, conduce la electricidad, ~104 Ohm de resistividad superficial.
 

Los colores de nuestros revestimientos son negro (TS225, TS650, TS652, TS741, TS742) y marrón oscuro (TS651, TS801). Para cambiar el color, es necesario desarrollar una nueva formulación y consultarlo con un experto.

Los ciclos de curado que se realizan actualmente para los revestimientos de GGB son los siguientes:

* Las temperaturas indicadas se refieren a la temperatura del sustrato durante el proceso de curado.

Sí, pero depende del revestimiento y del punto de fusión del sustrato plástico.  El revestimiento debe curarse. Si el revestimiento o el sustrato plástico es un termoplástico, la temperatura de curado debe ser compatible con la temperatura de fusión del sustrato. Sin embargo, con un revestimiento termoestable, el curado puede controlarse para mantener la temperatura dentro de unos niveles razonables, lo que ofrece más oportunidades. Hemos demostrado que el material compuesto reforzado con fibras puede recubrirse con un revestimiento epoxi si es necesario hasta el diámetro exterior.

La "zona recubierta/funcional" es la zona en la que se aplica el recubrimiento dentro de los requisitos de recubrimiento definidos en el plano.
La "zona que puede tener exceso de pulverización" es la zona en la que pueden encontrarse algunos restos de revestimiento, debido al proceso de pulverización. Es importante asegurarse de que este exceso de pulverización no afecte al rendimiento final del componente recubierto.
La "zona revestida sin control de espesor" es la zona en la que se aplica el revestimiento pero, al no haber requisitos tribológicos particulares, no es necesario controlar el espesor aplicado.
La "zona cubierta" es la zona en la que no debe haber restos de revestimiento, ya que la funcionalidad de la pieza puede verse afectada.
 

No.
Si estamos resolviendo un problema puramente tribológico, basta con aplicar el revestimiento a la zona que representa la superficie de deslizamiento. Sin embargo, tenga en cuenta que para confinar el revestimiento a una superficie determinada, esto puede tener implicaciones: 

• Riesgo de exceso de pulverización en la superficie de deslizamiento no designada (el cliente siempre debe verificar que esto es aceptable).
• Necesidad de enmascarar, lo que puede resultar laborioso y costoso. A menudo puede ser más barato recubrir todo el componente que recubrirlo.
• Necesidad de utillaje especial para el soporte (implicaciones económicas).
• Si el componente deslizante presenta riesgo de corrosión o resistencia química, puede ser interesante revestir todo el componente, ya que la mayoría de los revestimientos de GGB proporcionan una barrera eficaz contra la corrosión o el ataque químico.  En este último caso, hay que tener cuidado con la forma en que se sujeta el componente durante el revestimiento.

Los materiales identificados son todos los metales, excepto las aleaciones con alto contenido en cobre y algunos plásticos. No obstante, pueden considerarse otros sustratos. El primer factor que hay que tener en cuenta es el revestimiento que se va a aplicar, ya que esto determina la temperatura de curado y la temperatura y duración de la exposición del sustrato durante el proceso de revestimiento.  En otras palabras, el sustrato debe ser capaz de soportar este ciclo térmico sin que afecte a las propiedades clave del componente. Debe informar sistemáticamente al cliente de que su sustrato estará sometido a altas temperaturas.

Sí.
La mayoría de los sistemas de revestimiento requieren una temperatura de curado más elevada que puede oscilar entre 200°C y 420°C durante, como máximo, 25 minutos. Esta exposición se comportará como un proceso de recocido y deberá tenerse en cuenta cuando se prevea una operación de revestimiento.

Sí, mediante pirólisis o tratamientos superficiales como granallado o limpieza por láser.  
Tenga en cuenta que cada vez que se elimine el revestimiento, el proceso de granallado también eliminará un pequeño espesor de sustrato. Esto hace que la eliminación/reaplicación del revestimiento sólo pueda realizarse un número finito de veces antes de que empiece a afectar a las dimensiones finales de la pieza revestida.