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#Novedades de la industria
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Los investigadores mejoran las propiedades tribológicas del PACF con un soplete de plasma
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Los investigadores han descubierto un medio para reducir la fricción y mejorar la resistencia al desgaste de las piezas de plástico de fibra de nylon-carbono impresas en 3D, tal y como se ha publicado en un artículo reciente.
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Triboplásticos
Los plásticos son fuertes, rígidos y ligeros, pero se desgastan con bastante rapidez en aplicaciones de alta fricción, como los engranajes o las caras de los rodamientos.
Un equipo de investigadores de varios institutos de Austria ha encontrado la forma de convertir piezas de compuestos termoplásticos PA12 - CF impresas por SLS en piezas con propiedades tribológicas mejoradas mediante la aplicación de un recubrimiento especial aplicado con deposición de plasma a presión atmosférica (APPD).
Recubrimientos
Existen medios tradicionales para reducir la fricción de los plásticos, pero están llenos de contrapartidas. Las pinturas orgánicas pueden reducir el CoF (coeficiente de fricción), pero tienen tendencia a desgastar el sustrato muy rápidamente. Se pueden recubrir las piezas de plástico con metales para reducir el CoF, pero no responden bien a la flexión, por lo que los recubrimientos se agrietan muy fácilmente.
Existen multitud de métodos de recubrimiento a alta temperatura, pero los plásticos no responden bien a la carga térmica de estos procesos. Tienden a fundirse. En resumen, no hay capacidad para aplicar una alta resistencia al desgaste a bajas temperaturas de deposición para los plásticos.
Los pocos procesos que son adecuados, como el sputtering y la evaporación por arco, son buenos candidatos, pero son más adecuados para lotes pequeños que para series de producción más grandes.
Solución óptima
Los investigadores encontraron su solución en un proceso conocido como deposición por plasma a presión atmosférica, que demostró ofrecer el mejor equilibrio entre resistencia al desgaste, flexibilidad y capacidad de producción.
El proceso funciona mediante la alimentación precisa del recubrimiento en forma de polvo en una boquilla conectada a una antorcha de plasma de corriente continua enfocada. En el caso de esta investigación, el polvo estaba compuesto por disulfuro de molibdeno y grafito. El soplete funde el polvo y, gracias a su precisa velocidad de alimentación, éste golpea el plástico e inmediatamente se enfría y solidifica sobre la superficie con un espesor de película cada vez mayor. Se enfría tan rápidamente que el plástico no se funde. La imagen siguiente muestra el proceso de la antorcha de plasma.
La investigación demostró que la composición y el espesor del revestimiento eran factores que influían mucho en el rendimiento tribológico del revestimiento aplicado.
Se demostró que los revestimientos de disulfuro de molibdeno puro se desgastan rápidamente. Sin embargo, cuando se combinan con el grafito, la resistencia al desgaste aumenta considerablemente.
Se demostró que si el grosor del recubrimiento era lo suficientemente alto, se podían alcanzar coeficientes de fricción inferiores a 0,1. Esto es cuatro veces menor que el coeficiente de fricción de la PA12 sin recubrimiento.
Los resultados se encuentran en el artículo titulado "Low-friction, wear-protecting coatings on polymers by atmospheric pressure plasma spraying", que se ha publicado en la última revista Surface and Coatings Technology. Puede leer el artículo en este enlace.
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