Estudio de caso: Malla de niobio para cesta de anodizado de titanio

Stanford Advanced Materials es un proveedor fiable de materiales avanzados y lleva muchos años a la vanguardia del suministro de productos especiales en diversos sectores. Más recientemente, la empresa prestó apoyo a un proyecto de fabricación de alta tecnología para la producción de una cesta de anodizado de titanio; esta cesta especial para el anodizado de titanio requería una solución a medida utilizando un tipo especial de malla de niobio, una solución práctica para la necesidad crítica de la industria del anodizado de titanio.

Fig. 1 Malla de niobio

El reto

El proyecto implicaba la creación de un prototipo de una cesta de anodizado de titanio resistente al entorno corrosivo y de alta temperatura del proceso de anodizado. Algunas de las exigencias técnicas de esta cesta eran las siguientes

• Resistencia a la corrosión: El anodizado de titanio implica la inmersión de las piezas de titanio en un baño electrolítico con voltajes muy altos y en condiciones ácidas; por tanto, los materiales de la cesta debían ser resistentes a dicha corrosión.
• Integridad estructural a altas temperaturas: Los procesos de anodizado y post-refinado se realizan a altas temperaturas. El material seleccionado para fabricar la cesta debe conservar la integridad estructural sin deformarse ni debilitarse en estas condiciones.
• Compatibilidad con el proceso de anodizado de titanio: El material debe soportar las piezas de titanio manteniendo tolerancias dimensionales precisas para permitir un recubrimiento uniforme durante el proceso de anodizado.

El material que funcionara en estas condiciones debía ser duradero y no demasiado caro, manteniendo todas sus propiedades. La facilidad de uso exigía que esta cesta resultara práctica para las instalaciones de fabricación.

Fig. 2 Cesta de anodizado de titanio

La solución

Tras estudiar detenidamente los requisitos del proyecto, los asesores técnicos de SAM recomendaron el uso de malla de niobio para la construcción del prototipo de cesta de anodizado. Se eligió el niobio por cumplir requisitos clave como:

1. Resistencia a la corrosión: El niobio es muy resistente a la corrosión, principalmente en condiciones ácidas. Esto lo hace muy idóneo para su uso en baños de anodizado. A diferencia de materiales como el acero inoxidable, que pueden corroerse o degradarse con el tiempo en tales ambientes, el niobio mantiene su integridad estructural y química durante todo el proceso de anodizado.

2. Estabilidad a altas temperaturas: La resistencia del niobio a las altas temperaturas es muy buena, y es importante para mantener la estabilidad de la cesta de anodizado durante la fase de calentamiento del proceso de anodizado. Debido a su altísimo punto de fusión (superior a 2.400°C), cuando se aplica dicho calor, no se deforma ni pierde resistencia.

3. Durabilidad y resistencia: El niobio combina resistencia y flexibilidad de una forma única. Se puede fabricar en una malla que es ligera pero fuerte, lo que garantiza que la cesta sea duradera a la vez que capaz de soportar el peso de las piezas de titanio que se anodizan.

4. 4. Personalización: SAM trabajó en estrecha colaboración con el cliente para diseñar una cesta de malla de niobio a medida utilizando las dimensiones y criterios de diseño especificados por el cliente. La malla se adaptó especialmente para garantizar el mejor soporte posible de las piezas de titanio durante el anodizado, a fin de lograr la máxima uniformidad y calidad del revestimiento anodizado.

Los resultados

El prototipo de cesta de malla de niobio funcionó muy bien en el proceso de anodizado del titanio. Los principales resultados del proyecto fueron

• Rentabilidad: El coste de utilizar niobio era relativamente asequible en comparación con otros materiales como el platino o el grafito utilizados para las cestas de anodizado, que pueden ser más caros y efímeros. Las mallas de niobio las sustituyeron, ofreciendo una vida útil más larga y un cambio menos frecuente.
• Compatibilidad con el anodizado de titanio: La cesta sujeta eficazmente las piezas de titanio durante el anodizado, manteniendo así un espesor uniforme del revestimiento. Estas características son muy importantes para el aspecto, el rendimiento y la durabilidad de las propias piezas de titanio anodizado.

¿Qué es la malla de niobio?

La malla está hecha de niobio, un metal de transición con excelentes propiedades a altas temperaturas y en condiciones corrosivas. La malla de niobio se teje o se expande a partir de láminas de niobio para formar un material similar a una red con filamentos finos y fibrosos capaces de soportar y sujetar diversos materiales.

Aplicaciones de las mallas de niobio

El niobio ofrece una excelente resistencia a la oxidación, la corrosión y las altas temperaturas, por lo que se utiliza ampliamente en los sectores aeroespacial, electrónico y químico.

• Industria aeroespacial: El niobio se utiliza en la industria aeroespacial porque ofrece resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, lo que lo convierte en el candidato perfecto para piezas expuestas a condiciones extremas.
• Procesamiento químico: La malla de niobio se utiliza en reactores y otros equipos de procesamiento químico, donde su resistencia a la corrosión es un factor esencial.

• Aplicaciones electroquímicas: El niobio se utiliza tanto en celdas electroquímicas como en otros usos electroquímicos, donde su resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas se considera una ventaja.
• Dispositivos médicos: El niobio se utiliza en implantes y dispositivos médicos debido a su biocompatibilidad; las aplicaciones requieren un material resistente pero no reactivo.

Conclusión

Este proyecto brindó a Stanford Advanced Materials la oportunidad de mostrar la capacidad de SAM para ofrecer soluciones materiales de valor añadido para diversas aplicaciones de fabricación avanzada. La utilización de malla de niobio para el prototipo de cesta de anodizado de titanio resolvió muchos problemas críticos relacionados con la corrosión, la estabilidad a altas temperaturas y la durabilidad, por lo que se consideró una solución ideal para satisfacer los requisitos de anodizado de los clientes. La capacidad de SAM para fabricar y personalizar la malla de niobio para satisfacer las necesidades específicas del proyecto reforzó aún más su reputación como fuente fiable de materiales avanzados en el sector de la fabricación de alta tecnología.