¿Qué es el recubrimiento PVD?

¿Cuándo fue la última vez que disfrutó de un cuenco de hierro recubierto y de larga duración?

Si observa a su alrededor en todo el país, notará que diversos sectores tecnológicos están probando distintas estrategias de recubrimiento.

Entre estas estrategias de recubrimiento, la deposición física de vapor es singular, peculiar y destacada.

La mala noticia es que aprender sobre el recubrimiento por deposición física de vapor (PVD) puede parecer formal, científico y aburrido. Pero no: el recubrimiento PVD es algo que usted puede conocer fácilmente.

Con lo que le mostraré a continuación, comprenderá todo lo relacionado con el recubrimiento PVD.

Desde que Robert Grove descubriera esta estrategia de protección del acero en 1852, la investigación y las mejoras han reforzado su importancia. Lo que le revelaré hoy afianzará su comprensión al respecto.

En caso de que nunca haya oído hablar de esto, le desglosaré todo. Le revelaré sus beneficios, los materiales que puede recubrir y cómo debe aplicar este recubrimiento.

¿Qué es el recubrimiento PVD?

El recubrimiento PVD es una técnica en la que un material sólido se convierte en su fase de vapor para recubrir otro material. El proceso transforma el material sólido (llamado blanco) en vapor. Después, este se condensa para cubrir el otro material, conocido como pieza de trabajo.

El recubrimiento PVD, como técnica, abarca muchos procesos. Cada proceso tiene un procedimiento único para recubrir la pieza de trabajo. Ejemplos de procesos PVD populares son la deposición por evaporación y la deposición por pulverización catódica. La singularidad del recubrimiento PVD se manifiesta claramente en su prominencia y en el uso que le dan numerosas fábricas y empresas siderúrgicas.

Todos los procesos dan lugar a una película delgada sobre la pieza de trabajo. Esta propiedad lo diferencia de otras técnicas de recubrimiento que generan una capa de gran espesor. También es por esta propiedad que el recubrimiento PVD recibió el nombre de «recubrimiento por deposición de película delgada».

Pasos generales del recubrimiento PVD

El recubrimiento PVD tiene distintos procesos. Sin embargo, todo proceso sigue tres pasos generales que se explican a continuación:

Vaporización

La vaporización es la conversión del blanco en su fase de vapor. Según el proceso que se siga, existen muchas formas de convertir el blanco en su fase de vapor. Por ejemplo, con la deposición por evaporación, solo hay que calentar el material en vacío a una temperatura muy elevada. Esto desprende y vaporiza los átomos de la superficie del blanco, dejándolos disponibles para el siguiente paso.

Reacción

El paso de reacción es crucial en cualquier proceso de recubrimiento PVD que elija. ¿Por qué? Porque mediante la reacción puede determinar propiedades como la dureza y el color. También debe tener en cuenta dos cosas en este paso. Una es que es en este paso donde decidirá con qué fuerza se unen los átomos del blanco a la pieza de trabajo tras la condensación. Además, debe asegurarse de que no se produzca ninguna reacción química durante esta etapa.

Logrará una adhesión fuerte cuando utilice gases reactivos como nitrógeno, oxígeno y acetileno. Estos gases pueden formar compuestos como óxidos, nitruros, etc., que protegen contra la corrosión y el óxido.

Asimismo, controlando los gases y el tiempo, puede determinar valores estéticos como el color del material recubierto. Es posible lograr una atmósfera químicamente no reactiva con gases inertes. Según muchos sectores, el argón es el gas inerte más común utilizado en el recubrimiento PVD.

Deposición

Una vez completada la etapa de reacción, es decir, completado el proceso de recubrimiento, el vapor o los átomos del blanco se condensan para formar una película delgada sobre la pieza de trabajo. Este recubrimiento resalta la viveza estética. Esto no solo embellece; también materializa la calidad sólida de la influencia de la etapa anterior. Tras esta etapa, su acero se deja enfriar antes de que usted empiece a disfrutarlo.

Beneficios del recubrimiento PVD

El recubrimiento PVD es una estrategia popular debido a sus cualidades únicas.

Independientemente del proceso que siga, podrá disfrutar de sus excelentes beneficios.

Estos son algunos beneficios que experimentará.

Durabilidad y fiabilidad

Los materiales recubiertos mediante las técnicas PVD están hechos para durar para siempre. El carácter rígido, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la abrasión hacen imposible que se desgasten o se destiñan cuando el material bajo su recubrimiento recibe un buen mantenimiento. Las propiedades del material final dependen del material del blanco y de otros factores.

«Supongo que algún tipo fue lo bastante listo como para darse cuenta de que, en distintos momentos, los colores serían diferentes», afirma Jonh Dobek, vicepresidente de Acero Inoxidable y Aluminio Comercial de Kloeckner Metals. «Al controlar el proceso, se dieron cuenta de que podían crear colores variados de forma reproducible».

«También tiene una fuerte presencia en el ámbito médico para implantes quirúrgicos», señala Dobek. «Los implantes metálicos se recubren con frecuencia para ayudar a evitar la lixiviación de níquel o cromo en el organismo. Además, cuenta con un factor de lubricidad “metal con metal” que mejora la vida útil del implante», infiere John Dubek.

John Dubek ya lo dejó claro. No se puede tener un material con recubrimiento PVD y arrepentirse de ello.

Compatibilidad

Puede recubrir cualquier material mediante la técnica PVD. También puede utilizar cualquier material como blanco en el proceso. En consecuencia, la pieza de trabajo o el blanco pueden ser materiales recubiertos inorgánicos u orgánicos. Ejemplos de materiales excelentes que puede utilizar son plásticos, hierro, oro, titanio, etc.

Recubrimiento uniforme

Todos los materiales recubiertos mediante la técnica PVD presentan un recubrimiento uniforme. Para garantizar un recubrimiento uniforme, la pieza de trabajo gira a una velocidad uniforme.

Bajo mantenimiento

Los materiales recubiertos mediante esta técnica presentan una mayor resistencia a diversos factores ambientales. Son resistentes a la corrosión, resistentes a la abrasión, duraderos, etc.

Valor estético

El recubrimiento PVD es famoso por la calidad que ofrece. No obstante, es más popular y se utiliza por su valor estético. Por ejemplo, puede disfrutar de numerosos colores, acabados, etc., que hacen que la pieza de trabajo sea elegante. El uso del recubrimiento PVD por su valor estético se aprecia en su aplicación en industrias como la automotriz y las telecomunicaciones.

Respeto por el medio ambiente

A diferencia de otras técnicas de recubrimiento, el recubrimiento PVD es respetuoso con el medio ambiente. Se pule el color de una ubicación con un conjunto de aceros recubiertos uniformes. Las etapas que intervienen en cada proceso de recubrimiento no contaminan el medio ambiente. En cualquier caso, los procesos de recubrimiento PVD no liberan productos químicos nocivos ni emisiones a la atmósfera como sí lo hacen otras formas, como el galvanizado.

A la hora de elegir una opción, si se tienen en cuenta las prioridades medioambientales, el recubrimiento PVD lleva la delantera.

Además, cuando el PVD se aplica correctamente, la seguridad medioambiental está garantizada. Según los testimonios, los productos sometidos al recubrimiento PVD duran más en cuanto a durabilidad y uso. Esto no solo beneficia al medio ambiente, sino que también es una forma de diseñar la calidad estética que tenía dicho entorno.

El recubrimiento PVD cubre ese vacío con opciones seguras para el medio ambiente, como el nitruro de cromo (CrN) y el nitruro de titanio. Los recubrimientos cerámicos PVD superan el estilo tradicional de capas galvanizadas, ya que los recubrimientos PVD poseen una robustez y una resistencia al desgaste excepcionales.

Los materiales sometidos al PVD no pierden color. Presentan una considerable resistencia a la corrosión. El recubrimiento PVD también se utiliza como capa superior sobre galvanizados resistentes a la corrosión para aportar la calidad estética y resistente al desgaste del acabado. Por lo general, el PVD ofrece cualidades ventajosas sin peligro ecológico.

¿Qué materiales se pueden recubrir con PVD?

Puede recubrir muchos materiales mediante la técnica de recubrimiento PVD.

A continuación se indican materiales comunes que puede recubrir con esta técnica y dónde se aplican:

• Recubrimiento PVD de oro
• Recubrimiento PVD de latón
• Recubrimiento PVD de cobre
• Recubrimiento PVD de acero inoxidable
• Recubrimiento PVD de grafito
• Recubrimiento PVD de titanio
• Recubrimiento PVD de plástico ABS
• Recubrimiento PVD de poliimida
• Recubrimiento PVD de polieterimida
• Recubrimiento PVD de fluorocarbonos (Teflón)
• Recubrimiento PVD de poliuretano
• Recubrimiento PVD de polipropileno
• Recubrimiento PVD de polietileno
• Recubrimiento PVD de PVC
• Recubrimiento PVD de poliéster
• Recubrimiento PVD de nailon
• Recubrimiento PVD de fenólicos
• Recubrimiento PVD de policarbonato
• Recubrimiento PVD de epoxis
• Recubrimiento PVD de vidrio
• Recubrimiento PVD de fundición de zinc

Antes de seleccionar un material, hay mucho que considerar.

Primero, algunos materiales requieren una capa base para una mejor resistencia a los factores ambientales. Por ejemplo, el acero, el latón y el cobre necesitan una capa base de níquel/cromo.

Segundo, algunos materiales, debido a su respaldo estructural, funcionan en condiciones diferentes.

Ejemplos de ello son los plásticos, el aluminio y la fundición de zinc, que requieren baja temperatura. Por lo tanto, utilizan la deposición física de vapor por arco a baja temperatura.

La aplicación del recubrimiento PVD

La técnica de recubrimiento PVD tiene una amplia gama de aplicaciones en distintos niveles industriales. Su elevada aplicación se debe a los beneficios ilustrados anteriormente. A continuación se presentan algunas industrias que aplican el recubrimiento PVD en su producción.

Bienes de consumo

Las empresas dedicadas a los bienes de consumo utilizan el recubrimiento PVD en la fabricación de sus productos. No solo buscan los atributos de calidad de la TÉCNICA, sino también el valor estético del PVD.

Las joyas, como los relojes de pulsera, son ejemplos de bienes de consumo influidos por los recubrimientos PVD. Las marcas prefieren los recubrimientos PVD en joyería por la libertad que les otorga para elevar sus precios en el mercado.

La técnica PVD es esencial en la fabricación de piezas de joyería, como los relojes de pulsera de oro. Los relojes de pulsera de oro no proceden necesariamente de oro puro.

Empresas como Longines recubren metales como el hierro y el níquel con una fina capa de oro mediante RECUBRIMIENTO PVD. Con esta técnica, se obtiene un reloj de pulsera de oro a un precio inferior al de un reloj de oro puro.

Automoción

El consumo de energía es un factor esencial en la fabricación de automóviles. En consecuencia, muchas piezas de automoción son ligeras.

La propiedad de ligereza se debe al uso de aluminio y titanio por parte de los fabricantes en el proceso de fabricación.

Aunque estos materiales son ligeros, no son duros y sufren fricción. Por lo tanto, es necesario recubrirlos para hacerlos duros y con un bajo coeficiente de fricción.

La técnica de recubrimiento PVD puede aportar estas propiedades. Además de su valor de calidad, el PVD mejora la pieza de automoción en términos estéticos.

Aplicación arquitectónica

El recubrimiento PVD dio a los arquitectos una ventaja para llevar a cabo proyectos reconocidos por su calidad y elegancia. La técnica les permite utilizar diferentes coloraciones, lo que eleva el valor estético de dichos edificios.

También aporta la dureza, la ligereza y la resistencia a la corrosión necesarias para tales proyectos. El recubrimiento PVD se utiliza en centros comerciales, estaciones de ferrocarril y tiendas minoristas de alta gama.

Accesorios de baño

Las empresas que producen accesorios de baño incluyen recubrimientos PVD en su proceso de fabricación. La técnica se utiliza en la fabricación de grifos de lavabo, grifos, mezcladores de baño, zinc, etc.

Los accesorios de baño se recubren mediante recubrimiento PVD para lograr resistencia al sudor, resistencia a la abrasión y capacidad aséptica. Esto se suma a otros valores de calidad que posee.

El recubrimiento PVD también ofrece una amplia gama de colores para los accesorios, lo que lo hace ideal para los accesorios de baño.

Iluminación

Las principales empresas dedicadas a la producción de dispositivos de iluminación ya utilizan el recubrimiento PVD.

Sin embargo, lo utilizan más por su valor estético y su durabilidad.

Un valor estético significativo en la iluminación es el color que realza. Puede obtener rápidamente el color adecuado para su iluminación ajustando el tiempo, la pieza de trabajo y el material de recubrimiento. Con el recubrimiento PVD, también puede incorporar metales preciosos o imitaciones a una pieza de iluminación.

Además, con el recubrimiento PVD, los dispositivos de iluminación se vuelven más duraderos. Puede utilizarlos tanto en interiores como en exteriores sin que se deterioren por las condiciones ambientales.

Marino

El entorno marino es químicamente agresivo y se corroe rápidamente debido a su naturaleza salina. Por lo tanto, ataca cualquier elemento recubierto con técnicas convencionales como el recubrimiento electroforético, la galvanoplastia y la pintura.

Dado que la técnica de recubrimiento PVD implica una unión a nivel atómico, es ideal para el entorno marino. No solo incorpora su valor estético en la composición, sino que también es duradera y puede resistir el entorno salino.

Por lo tanto, el recubrimiento PVD se emplea en la fabricación de piezas de yates y embarcaciones.

Ferretería para el hogar

El recubrimiento PVD se utiliza en la fabricación de ferretería para el hogar, como manillas de puerta, alféizares de ventana, etc.

La ferretería para el hogar debe fabricarse con diferentes materiales, colores y geometrías. El recubrimiento PVD es esencial aquí, ya que crea los diferentes colores necesarios para su elegancia.

El recubrimiento PVD también ofrece a la ferretería resistencia a la corrosión, al óxido y a otras anomalías ambientales.

Equipamiento para juegos y deportes

El equipamiento para juegos y deportes se utiliza de forma continua en distintas condiciones. Por lo tanto, el recubrimiento PVD es fundamental debido a sus propiedades, como la durabilidad y la resistencia a la corrosión.

El recubrimiento PVD se utiliza en la fabricación de equipamiento para juegos y deportes debido a su valor estético.

Algunos ejemplos de equipamiento deportivo y de juego en los que se aplica esta técnica son los bates (metálicos y de plástico), los dardos, los tacos de las botas, los bastones, la jabalina, etc.

Electrodomésticos de cocina

La técnica de recubrimiento PVD se produce a nivel atómico, lo que la hace idónea para los electrodomésticos de cocina. Los electrodomésticos de cocina deben ser duraderos, saludables y elegantes.

Aunque otras técnicas pueden producir estos efectos, el recubrimiento PVD los mejora al añadir propiedades como la resistencia a los arañazos.

Las empresas que trabajan con electrodomésticos de cocina, como menaje de cocina y cubertería, utilizan la técnica PVD.

Usos decorativos

El recubrimiento PVD se utiliza principalmente con fines decorativos, más que por su valor de calidad. Puede proporcionar diferentes colores, lo que garantiza variedad y elegancia. Puede obtener el color adecuado ajustando el tiempo, la pieza de trabajo y el material de recubrimiento.

Un excelente ejemplo de aplicación decorativa del PVD es su uso en el recubrimiento de acero inoxidable.

El recubrimiento PVD puede cambiar el color del acero inoxidable para que parezca materiales como el latón y el bronce. Su atributo decorativo también se aprecia en los acabados de los smartphones. Por ejemplo, Apple lo utiliza para crear los acabados Space Gray y Gold de la serie iPhone.

Instrumental médico

El recubrimiento PVD da lugar a la producción de material recubierto puro y limpio. Por ello, es ideal para recubrir materiales que requieren una pureza extrema. Por lo tanto, muchos materiales quirúrgicos se recubren con esta técnica.

Agricultura

Las herramientas agrícolas se utilizan principalmente en exteriores. Por lo tanto, se ven muy afectadas por numerosos factores, como la corrosión y el óxido.

Algunos intentaron recubrir estos metales con técnicas como el galvanoplastia. Sin embargo, ello conlleva un desperdicio de material.

Además, el entorno externo puede afectarlo fácilmente.

El recubrimiento PVD es ideal para recubrir herramientas agrícolas debido a su durabilidad y resistencia a las condiciones ambientales. Algunas empresas también emplean la técnica por su valor estético. Sin embargo, eso no es habitual.

Preguntas frecuentes sobre el recubrimiento PVD

Resumen

El recubrimiento PVD tiene una enorme relevancia entre las diversas técnicas de recubrimiento populares disponibles hoy en día. Este recubrimiento ya cuenta con una amplia gama de aplicaciones, visibles en su uso en muchos sectores.

En este artículo ya he desmitificado las técnicas, los beneficios y los usos del recubrimiento PVD.

¿Tiene alguna otra duda sobre qué es el recubrimiento PVD? No dude en preguntarla en la sección de comentarios a continuación.

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