Por qué las empresas emergentes del sector energético deberían replantearse el estampado

El contexto nos resulta familiar. En la carrera por comercializar energías más limpias, las empresas emergentes trabajan contrarreloj. Ya se trate de pilas de combustible de hidrógeno, electrolizadores o intercambiadores de calor compactos, los diseños cambian con frecuencia en las primeras fases. A menudo es necesario repetir la creación de prototipos varias veces antes de que un producto esté listo para su producción a gran escala.

Elegir un proceso de fabricación inadecuado puede alargar el tiempo de desarrollo en meses y inmovilizar un capital escaso en costosas herramientas. Por eso, cada vez son más los innovadores que recurren al grabado químico.

El grabado químico utiliza procesos químicos controlados para grabar patrones directamente en láminas de metal. Dado que utiliza máscaras fotográficas creadas directamente a partir de archivos CAD, en lugar de moldes o matrices físicos, los cambios de diseño pueden realizarse a un coste insignificante. Y lo que es más importante, las piezas pueden fabricarse en cuestión de días —a veces incluso en 24 horas—, en comparación con las semanas o meses que suelen requerir las herramientas de estampación.

Para las empresas emergentes, esta rapidez y flexibilidad pueden suponer una transformación. Un ingeniero de diseño puede probar un componente, perfeccionarlo y disponer de una versión actualizada en menos de quince días. Esa capacidad de iterar rápidamente sin incurrir en gastos desorbitados ayuda a las empresas a preparar sus productos para los inversores y a incorporarlos a proyectos piloto con mayor rapidez.

El grabado también resulta muy adecuado para los tipos de componentes que necesitan las empresas emergentes del sector energético. Las placas bipolares para pilas de combustible de hidrógeno, las placas de flujo en los electrolizadores y los intercambiadores de calor compactos con circuitos impresos requieren diseños complejos con numerosos canales y orificios de gran precisión.

Aunque su mecanizado o estampado resulta complicado, su grabado es un proceso habitual que permite obtener piezas planas, sin rebabas y sin tensiones. Dado que el proceso no genera tensiones mecánicas ni daños por calor, los componentes resultantes conservan la integridad de su material, lo cual es fundamental cuando se trabaja con aleaciones exigentes o cuando la fiabilidad a largo plazo es esencial.

Estas propiedades hacen que el grabado no sea solo una opción práctica, sino que permita crear diseños que, de otro modo, resultarían inviables. Se pueden conseguir canales de fluidos intrincados, tolerancias estrictas y geometrías complejas sin que ello suponga un aumento de los costes. Para las empresas emergentes que intentan demostrar su rendimiento y conseguir inversiones, esto significa que pueden centrarse en optimizar el diseño en lugar de tener que hacer concesiones para adaptarse a un proceso.

Un buen ejemplo de ello es una empresa estadounidense que desarrolla membranas de intercambio alcalino para reducir el coste del hidrógeno verde. Sus materiales innovadores pueden reducir los costes de las pilas de combustible hasta en un 80 %, lo que contribuye a reducir los costes totales del hidrógeno en un tercio.

Precision Micro colaboró con su cliente para adaptar los diseños de placas de flujo, concebidos inicialmente para el estampado, y hacerlos aptos para el grabado químico. Al evitar la necesidad de utilizar costosas herramientas fijas, pudieron crear prototipos de forma rápida y económica, lo que supuso un cambio revolucionario para una empresa emergente decidida a acelerar su comercialización.

Del prototipo a la producción a gran escala

Aunque algunas empresas pasan al estampado cuando los volúmenes justifican la inversión, muchas siguen recurriendo al grabado si los diseños son demasiado complejos o si el rendimiento es un factor crítico. En la práctica, el grabado suele acompañar a los productos a lo largo de las fases cruciales de desarrollo y las primeras etapas de producción, aportando la flexibilidad necesaria hasta que los métodos de mayor volumen resultan viables.

Más allá del hidrógeno, las piezas grabadas ya se utilizan en aplicaciones como intercambiadores de calor aeroespaciales, barras colectoras para vehículos eléctricos y mallas de acero inoxidable para filtración. Las mismas cualidades que lo hacen atractivo para las empresas emergentes —rapidez, flexibilidad y precisión— son muy valoradas en todos estos sectores.

En definitiva, el estampado y el mecanizado siempre tendrán cabida en la fabricación, pero para las empresas emergentes que no pueden permitirse largos retrasos ni costosos errores, el grabado químico ofrece una alternativa rápida, flexible y rentable. Es lamentable que muchos ingenieros de diseño no lo tengan en cuenta, simplemente porque desconocen su existencia. Sin embargo, en la carrera hacia una energía más limpia, las empresas que adopten desde el principio tecnologías facilitadoras como el grabado son las que tienen más probabilidades de cruzar la línea de meta en primer lugar.

Para saber si el grabado químico es la solución adecuada para su aplicación, puede subir su diseño aquí o ponerse en contacto directamente con Ben en ben.kitson@precisionmicro.com