Elaboración de una matriz de níquel
por electroformación
Abuin, G.; Alanis, I; Alvarez, N; Mahmud, Z; Valentini, C.
Dirección electrónica: nalvarez@inti.gov.ar
Introducción Ventajas Inconvenientes
El electroformado es un proceso por el cuál se CReproducción fidedigna de detalles y textu- D En general es más costoso que otros méto-pueden construir piezas o moldes por electro-
ras.
dos.deposición de metales, reproduciendo con exac-
titud formas y texturas imposibles de obtener
por otros métodos.
DLos tiempos de proceso suelen ser largos Esta tecnología es utilizada en la elaboración de CModificación de las propiedades mecánicas
(días, semanas).matrices, en la producción de cátodos para elec-
de los productos electroformados, por medio
troerosión, en la industria aeroespacial (cámara
del ajuste de parámetros del baño de electro-
principal de combustión del transbordador espa-
formación. DExisten limitaciones en el diseño de piezas cial), para la fabricación de guías de onda de
con recesos profundos o ángulos afilados.forma intrincada, en la producción de discos
compactos y de video, para la elaboración de
microcomponentes en la industria electrónica. CElaboración de piezas con geometrías inter- DLos depósitos pueden presentar tensiones El proceso de electroformado tiene las siguien-
nas complejas, imposibles de obtener por
internas.tes ventajas e inconvenientes comparativas res-
otras tecnologías.
pecto a otros procesos de elaboración de pie-
zas o moldes:
Si bien el proceso de electroformación es cono-
cido y utilizado en el mundo, debe tenerse pre-
sente que cada pieza a elaborar es un problema
nuevo y se requiere de un desarrollo particular
para obtenerla. Es necesario seleccionar las eta-
pas, los baños y las condiciones de operación
que aseguren:
FMetalizado homogéneo, adherente y muy delgado de la pieza a copiar (“master”).
FFácil separación de la pieza electroformada del “master”.
FPropiedades mecánicas de la pieza o molde, adecuadas a las condiciones de servicio (presión,
temperatura, etc.).
Experimental
En el presente trabajo se elaboró un molde a
partir de una pieza de plástico “autoreflectante”
utilizada para señalización vial. La dificultad de
la superficie de esta pieza se debe a que está for-
mada por una yuxtaposición de pequeñas pirá-
mides con aristas y vértices, que deben reprodu-
cirse fielmente para obtener un buen efecto
reflectante.
Las etapas utilizadas fueron: a) Metalizado de la
superficie de la pieza original con un proceso de
plateado químico por pulverización, utilizando
soluciones de nitrato de plata y agentes reducto-
res adecuados. b) Electroformación en un baño
de 300 g/l de sulfamato de níquel, utilizando áno-
dos de níquel electrolítico, a una temperatura de
operación de 42 ºC ± 2 ºC.
Planta Piloto
Cuba con agitación catódica,
calefacción controlada, filtro y
bomba de recirculación.
Diariamente se controló la tem-
peratura, tensión superficial y
pH del baño, y semanalmente la
concentración de sus compo-
nentes.
Diagrama de Flujo
Sensitizado Enjuague Metalizado Enjuague Secado Electro- Enjuague Partición
Formado
Resultados
El producto obtenido reproduce fielmente la superficie del
“master”, observados ambos con una amplificación de 10X.
Se determinaron las propiedades mecánicas de la pieza, que
están relacionadas con el desempeño de la misma como
matriz. Se midieron valores de microdureza de 350 Hv 380
Hv. El corte metalográfico mostró una estructura de granos
dependiente de las condiciones de operación y libre de defec-
tos.
El CIEPS está en condiciones de aplicar esta tecnología a la
elaboración de otros productos, y proyecta la utilización de los
llamados “baños rápidos” de electroformación y las técnicas
de corriente pulsante, que permitirían resolver algunas de las
limitaciones antes mencionadas.
Corte Metalográfico
Corte transversal de la pieza, donde
puede observarse la calidad de
reproducción de los vértices.
Magnificación: 64 X