El recubrimiento en polvo se utiliza para crear acabados duraderos en muchos sectores, como la automoción, los electrodomésticos, el mobiliario, los equipos de construcción y la maquinaria agrícola. Pero a medida que aumentan los volúmenes de producción, también lo hacen las necesidades de los fabricantes de mejorar la sostenibilidad, reducir el consumo de energía, acelerar la producción y recortar costes. Los métodos tradicionales de curado de pintura en polvo plantean obstáculos para alcanzar este objetivo, creando ineficiencias que los productores ya no pueden permitirse ignorar.
El curado por láser es una innovación revolucionaria que ofrece una solución rápida, energéticamente eficiente y altamente controlada para los usuarios del recubrimiento en polvo. Ofrece un proceso de curado sostenible que satisface las exigencias de la fabricación moderna sin comprometer la calidad ni la eficiencia.
Aprendamos exactamente cómo.
Qué es el curado por láser
El proceso de recubrimiento en polvo comienza pulverizando un polvo seco cargado electrostáticamente sobre las superficies de las piezas metálicas. La fuerza electrostática hace que las partículas de polvo se adhieran a la pieza formando una capa de espesor uniforme.
Una vez aplicada, la pieza recubierta se cura mediante calor. Esto funde y fusiona las partículas de polvo que se solidifican para formar un revestimiento con un acabado liso. Este paso de curado garantiza que el revestimiento forme una capa protectora resistente que suele ser más gruesa, dura y duradera que la pintura.
Los métodos tradicionales de curado de pintura en polvo se basan en el calentamiento de la pieza para fundir las partículas de polvo. El método más común utiliza hornos de convección que calientan grandes volúmenes de aire para elevar la temperatura de toda la pieza. Esto garantiza que el revestimiento en polvo alcance la temperatura necesaria para el curado, pero también supone un importante gasto de energía al calentar toda la pieza, así como el entorno de producción alrededor del horno.
Los hornos de infrarrojos (IR) ofrecen una alternativa más rápida. Utilizan calefacción radiante para calentar directamente el revestimiento en polvo, por lo que son más eficientes que los hornos de convección. Pero siguen emitiendo luz en todas direcciones, lo que provoca ineficiencias y pérdidas de energía. Además, los calentadores IR emiten luz de banda ancha, la mayor parte de la cual no es bien absorbida por el recubrimiento en polvo y, por tanto, no contribuye a calentarlo.
El curado por láser adopta un enfoque fundamentalmente diferente al utilizar una fuente de láser de diodo de banda estrecha, altamente direccional y de alta intensidad como fuente de calor. Esta luz intensa del láser puede recogerse, moldearse y proyectarse eficazmente sobre las superficies de las piezas.
Esto permite al láser calentar sólo las superficies deseadas de la pieza y prácticamente nada más. Además, la estrecha gama de longitudes de onda infrarrojas producidas por el láser son bien absorbidas por las partículas de recubrimiento en polvo, curándolas eficazmente y evitando en gran medida el calentamiento innecesario de la propia pieza. El resultado neto es una reducción de aproximadamente 10 veces en el tiempo del ciclo de curado en comparación con los hornos de convección.
Por último, la eficiencia de conversión eléctrica de los láseres -es decir, la cantidad de energía eléctrica necesaria para producir la cantidad necesaria de luz láser- es significativamente superior a la de cualquier otro tipo de fuente de infrarrojos. Esto significa que un gran porcentaje de la energía eléctrica suministrada al sistema láser se destina al curado del revestimiento en lugar de desperdiciarse. Esta eficiencia, junto con la alta velocidad del proceso, es un factor crítico que contribuye a la alta sostenibilidad del curado por láser.
IPG Photonics pone en producción las ventajas del curado por láser
Los sistemas modulares de curado láser de IPG permiten a los fabricantes aprovechar al máximo las ventajas del curado láser de pintura en polvo en un entorno de producción de gran volumen. Estos sistemas ofrecen ahorros tangibles en costes, tiempo y espacio en comparación con los hornos de convección y de lámpara IR. Y lo que es más importante, los sistemas de curado láser de IPG ofrecen una alternativa más sostenible al reducir el consumo de energía y los residuos, al tiempo que mejoran el control del proceso.
El componente básico de los sistemas modulares de curado por láser de IPG es una célula de 2,4 m de longitud que se construye con la anchura suficiente para alojar las piezas con recubrimiento en polvo. Normalmente, las piezas se mueven de forma continua a través del sistema, que las cura en aproximadamente 2 minutos, incluyendo la rampa y el enfriamiento.
El rendimiento de esta configuración básica puede aumentarse haciendo el sistema más largo. Se pueden añadir módulos adicionales de 1,2 m a los sistemas modulares de curado por láser según sea necesario para ampliar la longitud del sistema indefinidamente.
En realidad, el sistema modular de curado por láser de IPG puede configurarse de muchas formas distintas para satisfacer requisitos específicos o para integrarlo en equipos de producción existentes. Por ejemplo, puede construirse para admitir el transporte continuo o el transporte de parada y arranque. Puede incorporar robótica para manejar mezclas de piezas cambiantes o para curar piezas con superficies curvas.
Pero sea cual sea la forma que adopte un sistema de curado láser, normalmente ocupará 10 veces menos espacio que un horno de convección con un rendimiento equivalente. Además, la posibilidad de escalar el sistema significa que puede ampliarse con el tiempo si aumentan los volúmenes de producción. Por el contrario, los fabricantes suelen tener que comprar un horno de convección lo suficientemente grande como para satisfacer sus necesidades previsibles a largo plazo, ya que ampliarlo más adelante no es una opción rentable.
Otra ventaja clave del sistema modular de curado por láser es que ofrece un control preciso del proceso. Esto es posible gracias a dos factores clave.
En primer lugar, es un horno "frío", que prácticamente no irradia calor residual. Esto permite integrar instrumentación de metrología avanzada, como cámaras térmicas, que pueden medir las temperaturas de la superficie del revestimiento en tiempo real. Por el contrario, los hornos de convección e infrarrojos sólo pueden proporcionar lecturas de la temperatura del aire interno, que aportan poco valor directo para el control del proceso.
En segundo lugar, la potencia de salida del láser puede modificarse de forma prácticamente instantánea. Esto permite realizar ajustes en tiempo real y sobre la marcha en función de las temperaturas de recubrimiento medidas. De este modo se garantiza que la temperatura de curado coincida siempre con la receta para ese material en polvo concreto.
El curado de pintura en polvo por láser es nada menos que una ruptura revolucionaria con las tecnologías anteriores. Aumenta el rendimiento, mejora el control y reduce los costes operativos, además de ser un proceso mucho más sostenible con una huella de carbono reducida. El sistema modular de curado por láser de IPG ofrece la forma más sencilla, flexible y rentable de aplicar el curado por láser de pintura en polvo en una amplia gama de entornos de producción.
Primeros pasos en el curado de recubrimientos en polvo por láser
Muchas aplicaciones y fabricantes pueden beneficiarse de una solución de curado por láser. IPG ofrece tanto fuentes de calentamiento láser para el curado de revestimientos en polvo como estaciones de trabajo de I+D de curado láser y sistemas modulares completos de curado láser.
Empezar es fácil: envíenos una muestra, visite uno de nuestros laboratorios de aplicaciones globales o simplemente háblenos de su aplicación.
