Proceso de grabado del acero inoxidable: ¿Cómo funciona el grabado del acero inoxidable?

¿Qué es el grabado en acero inoxidable y cómo funciona?

El grabado en acero inoxidable es un proceso de grabado de metales que utiliza agentes corrosivos para grabar componentes complejos y precisos en acero inoxidable. Este proceso es muy apreciado en el mecanizado moderno de metales debido a su alta precisión y su bajo índice de fallos.

El proceso de grabado del acero inoxidable comienza con una lámina metálica recubierta de una resina fotosensible que se expone a la luz ultravioleta para transferir la imagen CAD del componente. Las zonas de resina fotosensible no expuestas se eliminan (se revelan) y, a continuación, se rocían con un agente químico de grabado para eliminar con precisión el acero inoxidable desprotegido. La resina fotosensible restante se retira (se elimina) para dejar al descubierto el componente grabado final.

Las herramientas para el grabado de acero inoxidable son digitales, por lo que no es necesario fabricar moldes de acero, que resultan caros y difíciles de adaptar. Esto permite reproducir grandes cantidades de productos sin ningún tipo de desgaste de las herramientas, lo que garantiza que la primera pieza fabricada y la millonésima sean exactamente iguales.

Además, los moldes digitales pueden adaptarse y modificarse con gran rapidez y a un coste muy reducido, a menudo en menos de una hora, lo que los hace ideales tanto para la fabricación de prototipos como para la producción en serie.

Esto permite optimizar el diseño «sin riesgos» y sin penalizaciones económicas. Se calcula que el tiempo de producción es un 90 % más rápido que en el caso de las piezas estampadas, cuya fabricación requiere además una inversión inicial considerable en la elaboración de los moldes.

El grabado químico abre las puertas a la innovación y supera muchas de las limitaciones que presenta el trabajo tradicional con chapas metálicas

La rentabilidad y la adaptabilidad de las herramientas de fotograbado constituyen un factor clave para la libertad de diseño, junto con su capacidad para fabricar productos complejos. Dado que el coste de creación de prototipos es bajo, no existen barreras de entrada, y los diseños complejos pueden fabricarse en cuestión de días.

Componentes de acero inoxidable grabados

El proceso de grabado en acero inoxidable es adecuado para prácticamente cualquier componente metálico con un grosor de entre 0,01 mm y 1,5 mm.

A continuación se muestran algunos ejemplos de productos en los que el grabado en acero inoxidable aporta un valor añadido.

Mallas, filtros y tamices

A diferencia de las tecnologías de mecanizado convencionales, el grabado químico permite alcanzar mayores niveles de complejidad en la fabricación de mallas, filtros y tamices de acero finos y de precisión.

Al eliminar el metal de forma simultánea, es posible incorporar múltiples geometrías de abertura sin incurrir en elevados costes de herramientas o de procesamiento. Mientras que las chapas perforadas con punzón son propensas a la deformación, la malla fotograbada no presenta rebabas ni tensiones y no sufre degradación alguna del material.

Precision Micro graba una malla de acero inoxidable de precisión, de 150 micras de grosor, utilizada en dispositivos de detección de radiación, con tolerancias de precisión (por debajo del ±10 % estándar del grosor del material) y presenta una disposición de malla en forma de panal de abeja de gran importancia.

Dado que la malla mide 600 mm x 600 mm, se consideró que el estampado no resultaba rentable debido a la inversión necesaria en utillaje para la prensa.

El corte por láser no permitía alcanzar las tolerancias requeridas en una superficie tan extensa y generaba rebabas indeseables alrededor de cada abertura de la malla.

El grabado no daña la superficie del acero, lo que permite obtener un acabado muy estético

El grabado del acero inoxidable no altera el acabado superficial del material. No se produce ningún contacto entre metales ni se utiliza ninguna fuente de calor que pueda dañar la superficie, lo que permite obtener un acabado muy estético.

Precision Micro suministra cada año a los fabricantes de equipos originales del sector automovilístico millones de rejillas para altavoces de automóvil con disposiciones complejas de orificios y grabados en la superficie. Las herramientas necesarias para fabricar estas rejillas son demasiado complejas para el estampado, y el patrón de malla es demasiado complejo para el corte por láser.

Más información sobre mallas grabadas, filtros y tamices

Resortes de flexión y diafragmas

Las flexiones grabadas, que se utilizan a menudo en aplicaciones críticas para la seguridad o en entornos extremos —como los sistemas de frenado ABS, los biosensores médicos o la inyección de combustible—, tienen la capacidad de «flexionarse» millones de veces sin fallos, ya que el grabado no altera la resistencia a la fatiga del acero.

Pocas cosas son más extremas que el espacio, y por eso Thales Cryogenics, fabricante líder de equipos criogénicos especializados, se asoció con Precision Micro para la fabricación de flexos de acero inoxidable utilizados en su enfriador criogénico para satélites.

En un principio, Thales barajó la posibilidad de utilizar el electroerosionado por hilo para sus flexiones antes de optar por el grabado químico, pero ese proceso habría dejado pequeñas rebabas y capas de fundición en las piezas, lo que habría comprometido el rendimiento de los resortes.

El grabado químico eliminó los posibles puntos de fractura en el grano del material, lo que permitió obtener piezas flexionadas sin rebabas ni capas de refundición, garantizando así una larga vida útil del producto y una mayor fiabilidad.

Más información sobre los resortes flexibles grabados

Placas bipolares para pilas de combustible, placas de refrigeración y dispositivos fluídicos

Los tipos de acero inoxidable con un mayor contenido de cromo son muy adecuados para dispositivos fluídicos utilizados en intercambiadores de calor de líquido a líquido o de líquido a gas, pilas de combustible y placas de refrigeración, ya que ofrecen una mayor resistencia a la corrosión.

Las complejas ranuras mecanizadas en la superficie de estas placas, que posteriormente se apilan y se unen para crear canales cerrados, son muy adecuadas para el grabado químico, ya que pueden mecanizarse en ambas caras en un solo proceso.

Aunque el mecanizado CNC y el estampado pueden utilizarse para mecanizar y perfilar estos canales, pueden afectar a la planitud e introducir tensiones y rebabas. Además, la fabricación de las herramientas de estampado puede resultar lenta y poco rentable, lo que ralentiza los plazos de desarrollo y aumenta los costes.

Más información sobre las placas de pila de combustible bipolar

Resumen

El acero y los aceros inoxidables presentan una serie de características que los hacen idóneos para numerosas aplicaciones en todos los sectores industriales.

El proceso de grabado ofrece a los fabricantes ventajas significativas a la hora de producir componentes de acero inoxidable complejos y críticos para la seguridad.

Entre estas ventajas se incluyen:

• Sin costosos utillajes fijos
• Rápida transición del prototipo a la producción
• Complejidad de las piezas prácticamente ilimitada
• Características de los componentes sin rebabas ni tensiones
• Las propiedades del metal no se ven afectadas
• Apto para todos los cursos, con una precisión de ±0,025 mm
• Plazos de entrega que se miden en días, no en semanas ni en meses

La versatilidad del grabado en acero inoxidable, unida a los 60 años de experiencia de Precision Micro, lo convierte en una opción muy atractiva para la fabricación de componentes de acero inoxidable destinados a numerosas aplicaciones exigentes.

Además, puede estimular la innovación, al eliminar los obstáculos inherentes a las tecnologías tradicionales de trabajo de la chapa.