¿Qué es la galvanoplastia y cómo funciona?

Bobby Brown

Publicar 2023-12-19

¿Qué es la galvanoplastia y cómo funciona?

Resumen

La galvanoplastia es una técnica de tratamiento superficial ampliamente utilizada en diversas industrias, principalmente en superficies metálicas. Su objetivo es proporcionar capas protectoras, decoración estética y mejorar la conductividad, aunque puede generar productos químicos nocivos durante la fabricación.
La galvanoplastia adhiere iones metálicos a los sustratos mediante un proceso electrolítico que involucra ánodos, cátodos y electrolitos. Diferentes metales ofrecen características diversas para fines decorativos, protectores o especiales.
Existen diversos métodos de galvanoplastia, como por bastidor, por tambor y por lecho fluidizado, cada uno adecuado para diferentes piezas y requisitos, desempeñando un papel clave en la calidad del producto.
Los caudalímetros y las boquillas son fundamentales en la industria de la galvanoplastia para el control preciso del volumen, distribución y tiempo de contacto de los productos químicos, lo que afecta la calidad de las capas. Sus aplicaciones incluyen el enjuague de equipos, el monitoreo de flujo y el control de agentes químicos.

Contenido

¿Por qué Galvanizar? Ventajas y Desventajas de la Galvanoplastia
Principios y Tipos de Galvanoplastia
- Principios de la Galvanoplastia
- Tipos de Galvanoplastia
Procesos de Galvanoplastia
Aplicaciones de Caudalímetros y Boquillas en la Industria de la Galvanoplastia

¿Por qué Galvanizar? Ventajas y Desventajas de la Galvanoplastia

La galvanoplastia, ampliamente utilizada en las industrias electrónica, automotriz, aeroespacial y química, consiste en reacciones electroquímicas para depositar capas de metal o aleación sobre objetos con el fin de mejorar su apariencia, conductividad, dureza o reparar imperfecciones superficiales. Se emplean métodos como galvanoplastia masiva, por bastidor, continua o en línea, según el tipo de pieza. Los beneficios incluyen una mejora en las propiedades físicas, mecánicas y químicas de los objetos recubiertos. Sin embargo, este proceso complejo puede generar defectos como porosidad o pérdida de adherencia. También existen preocupaciones ambientales debido al uso de productos químicos peligrosos.

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Principios y Tipos de Galvanoplastia

Principios de la Galvanoplastia

La galvanoplastia se basa en un proceso electrolítico en el que los iones metálicos en una solución electrolítica se depositan sobre la superficie de un sustrato, formando un recubrimiento. Este proceso involucra tres componentes clave: el ánodo (metal del recubrimiento), el cátodo (objeto a recubrir) y el electrolito (solución de recubrimiento). El ánodo es una pieza metálica que proporciona el metal para el recubrimiento, mientras que el cátodo es el objeto a galvanizar. El electrolito suele contener cationes del metal de recubrimiento, aniones no metálicos y otros componentes químicos.
Cuando se aplica una corriente eléctrica, los cationes metálicos del electrolito se mueven hacia el cátodo, donde se reducen al ganar electrones y se adhieren a la superficie del objeto. Al mismo tiempo, el metal del ánodo se disuelve (oxida), liberando más iones metálicos al electrolito. Con el tiempo, se forma una delgada película metálica sobre el objeto.

Tipos de Galvanoplastia

| Capa de galvanoplastia decorativa comúnmente utilizada para accesorios

Los diferentes metales utilizados en la galvanoplastia ofrecen distintos niveles de dureza, lo que afecta la resistencia al desgaste y a la corrosión. La elección del metal para recubrimientos decorativos depende del aspecto deseado. En el caso de componentes electrónicos, la conductividad es un factor clave. La clasificación de la galvanoplastia según el uso del metal incluye:

Galvanoplastia Decorativa: Incluye recubrimientos con bronce, níquel, cromo, entre otros, y está enfocada en mejorar la suavidad y el atractivo estético de la superficie del producto. La capa metálica suele tener un alto brillo, brindando a los productos una apariencia más lujosa. Se aplica comúnmente en herrajes decorativos para bolsos, zapatos, prendas y accesorios de baño.

Galvanoplastia Protectora: Se utiliza en piezas como tornillos, broches para lonas y herrajes de construcción, con el objetivo de mejorar la resistencia a la corrosión, al desgaste y evitar la oxidación. Por ejemplo, los tornillos expuestos a exteriores se benefician considerablemente de tratamientos anticorrosivos. Los materiales más comunes son zinc, níquel y estaño.

Galvanoplastia Especial: Metales como la plata, el cobre y el oro, conocidos por su excelente conductividad, se utilizan no solo con fines decorativos, sino también para recubrir placas de circuito u otros productos para mejorar la conductividad. Además, esta galvanoplastia puede mejorar la soldabilidad, aumentar la impedancia u ofrecer otras propiedades específicas mediante el recubrimiento con capas metálicas especiales.

Procesos de Galvanoplastia

La galvanoplastia comprende una variedad de técnicas, cada una adecuada para necesidades específicas, y desempeña un papel crucial en la fabricación de productos de alta calidad. A continuación, una breve introducción a diferentes procesos de galvanoplastia y sus aplicaciones:

Galvanoplastia por Bastidor
Este proceso consiste en fijar los objetos a galvanizar en un bastidor metálico, adecuado para objetos pequeños y complejos de precisión, como piezas de hardware de precisión, conectores de baterías de litio y componentes semiconductores.

Galvanoplastia por Tambor
Las piezas pequeñas se colocan en un tambor metálico giratorio para obtener un recubrimiento uniforme. Se utiliza principalmente para la producción en masa de piezas pequeñas como tornillos, tuercas, pernos y componentes automotrices, siendo efectiva para el tratamiento superficial de piezas de automóviles.

Galvanoplastia en Lecho Fluidizado
Consiste en un lecho de partículas sólidas llenas con solución electrolítica. Los objetos colocados en este lecho reciben un recubrimiento uniforme. Es adecuada para piezas pequeñas con formas complejas, especialmente aquellas que requieren procesamiento de formas intrincadas.

Galvanoplastia de Banda Continua
Tiras planas de metal se hacen pasar continuamente por un baño electrolítico, produciendo recubrimientos uniformes. Se utiliza comúnmente en la fabricación de componentes electrónicos como placas de circuito impreso (PCB) y conectores, así como para recubrimientos protectores en herrajes metálicos.

Galvanoplastia por Suspensión
Los objetos se suspenden en el electrolito en lugar de fijarse en un bastidor. Se aplica a microcomponentes que requieren tratamientos de superficie de alta precisión, como microsensores, microlentes en dispositivos MEMS o dispositivos médicos implantables.

Galvanoplastia por Deposición de Vapor
Utiliza deposición electroquímica para crear capas de recubrimiento finas. Es adecuada para películas delgadas complejas y recubrimientos ópticos en procesos de película delgada en la industria de semiconductores, como la fabricación de circuitos integrados (IC).

Galvanoplastia por Rodillos
Implica pasar continuamente el sustrato por un baño electrolítico para lograr un recubrimiento uniforme. Se utiliza para crear capas protectoras en tiras metálicas y materiales decorativos para la construcción.

Caso: Un reconocido fabricante taiwanés de equipos para PCB

Especializado en el desarrollo de equipos automatizados para placas de circuito, incluyendo maquinaria de galvanoplastia vertical, equipos horizontales para PCB y dispositivos fotoeléctricos. En su equipo de galvanoplastia, el proceso de enjuague es crucial para evitar daños en los sustratos de circuito, lo que requiere el uso de un flujo de agua a baja presión para la limpieza. La empresa buscaba una boquilla capaz de rociar en un área amplia incluso bajo baja presión.

Solución: Boquillas de la serie D Clamp de LORRIC

Estas boquillas de abanico de ángulo amplio y baja presión utilizan una superficie reflectante fuera del orificio de pulverización para lograr un diseño de rociado eficaz incluso en entornos de baja presión. Pueden generar un área de limpieza superior a 145 grados, brindando un rendimiento de enjuague eficiente. Además, la serie D Clamp presenta un diseño de abrazadera de tubería para facilitar su instalación y una estructura de múltiples piezas que simplifica el mantenimiento y reemplazo para los usuarios.

Aplicación 2: Monitoreo de Flujo y Comunicación con Consola Central en Equipos de Galvanoplastia

| El caudalímetro actúa como puente de comunicación entre el equipo y la consola central

Caso: Un destacado fabricante taiwanés de equipos de automatización

Especializado en procesos de línea DES para placas de circuito, máquinas de desbarbado y equipos de galvanoplastia para placas y hardware metálico. Enfrentaban el reto de medir con precisión líquidos y gases en sus equipos de galvanoplastia de oro y estaño. Además, sus máquinas requerían caudalímetros capaces de transmitir señales hacia la consola central.

Solución: Caudalímetros de área variable y caudalímetros de rueda de paletas de LORRIC

Para medir agua y gas en los equipos, se recomendaron los caudalímetros tipo rotámetro de LORRIC, con precisión dentro de ±5% F.S. La escala del cuerpo principal está grabada con láser para facilitar la lectura in situ. Para comunicación con la consola central, se recomendó el caudalímetro FP-AS510, equipado con tres salidas de comunicación: salida analógica 4-20mA, señal Modbus RTU RS485 y señal de pulso tipo optoacoplador.

Aplicación 3: Monitoreo del Flujo de Agentes Químicos de Galvanoplastia

| Monitoreo del flujo en línea de galvanoplastia continua vertical

Caso: Un fabricante taiwanés destacado especializado en PCB

La empresa emplea una línea de galvanoplastia continua vertical en su producción, lo que mejora la eficiencia de distribución y mantiene una calidad constante en todas las placas. Este sistema utiliza diversos agentes químicos, lo que requiere caudalímetros resistentes a la corrosión y capaces de monitorear eficazmente el consumo de químicos.

Solución: Caudalímetros de área variable y caudalímetros de rueda de paletas de LORRIC

Los caudalímetros tipo rotámetro de LORRIC están fabricados con plásticos de alta calidad, lo que brinda gran resistencia química, reduce la frecuencia de mantenimiento y disminuye costos. Para un monitoreo eficiente del consumo de agentes químicos, los caudalímetros con capacidad de comunicación son esenciales. Por ello, se recomendó el FP-AS510, compatible con 4-20mA, Modbus RTU RS485 y señales de pulso, facilitando la integración con equipos de control existentes.