El amarre, la gran problemática dentro del mecanizado de piezas de cerámica avanzada
16 octubre, 2023
El mercado de la cerámica avanzada ha experimentado un aumento significativo de la demanda en los últimos años, con un pronóstico de crecimiento anual compuesto (CAGR) del 5,2% durante el período de 2023-2029
F-GRIP permite un mecanizado limpio, con una mayor fuerza de sujeción sin deformar ni dañar el material y soporta todas las operaciones de este proceso sin afectar la precisión en todo tipo de piezas de cerámica avanzada
Un futuro prometedor para el mercado de la cerámica avanzada
La versatilidad, resistencia y propiedades únicas de la cerámica avanzada ha abierto un mundo de posibilidades para aplicaciones en sectores como el aeroespacial, automotriz o médico, entre otros. A diferencia de las cerámicas tradicionales, la cerámica técnica otorga una combinación única de propiedades mecánicas, térmicas y químicas.
Estos materiales se caracterizan por su resistencia excepcional a la corrosión, altas temperaturas y desgaste, lo que los hace ideales para entornos exigentes y aplicaciones de alto rendimiento. Además, las cerámicas avanzadas ofrecen una excelente estabilidad dimensional, baja conductividad térmica y son eléctricamente aislantes, lo que las convierte en una opción versátil para una amplia variedad de aplicaciones industriales.
De esta manera, el mercado de la cerámica avanzada ha experimentado un aumento significativo de la demanda debido a su capacidad para satisfacer las necesidades de las industrias que buscan materiales livianos y duraderos. Si en 2022 este mercado fue valorado en 10,9 mil millones de dólares, se estima que alcance los 15,56 mil millones de dólares para 2029, mostrando un crecimiento anual compuesto (CAGR) del 5,2% durante el período de pronóstico (2023-2029), según datos de Maximize Market Research.
Las industrias automotriz, médica y electrónica son las más demandantes de este material. En el sector automotriz se utiliza para componentes de baterías, motores o rodamientos debido a sus cualidades térmicas y eléctricas, mientras que en el sector médico se espera un aumento en la demanda de cerámicas para pilares de implantes, huesos artificiales e implantes endoóseos. Respecto al sector de la electrónica, la cerámica técnica se utiliza debido a su capacidad para proporcionar aislamiento eléctrico, resistencia a altas temperaturas, estabilidad térmica y resistencia a la corrosión, ideal para este tipo de aplicaciones.
El mercado de la cerámica avanzada está protagonizado por diversas empresas líderes que han desempeñado un papel fundamental en el desarrollo, investigación, producción y aplicación de este material. Algunas de las principales empresas que actúan en este mercado incluyen compañías de renombre global como:
- Morgan Advanced Materials (UK)
- International Syalons(UK)
- 3M (US)
- Nishimura Advanced Ceramics Co., Ltd.(US)
- Ortech Advanced Ceramics(US)
- COI Ceramics, Inc.(US)
- Elan Technology(US)
- CoorsTek Inc.(US)
- Advanced Ceramics Manufacturing(US)
- Saint-Gobain Ceramic Materials(US)
- S&S Advance Ceramics(US)
- Momentive Technologies(US)
- STC Superior Technical Ceramics(US)
- Technocera(India)
- Murata Manufacturing Co., Ltd.(Japan)
- AGC Ceramics Co., Ltd(Japan)
- Maruwa(Japan)
- KYOCERA Corporation(Japan)
- Paul Rauschert GmbH & Co. Kg.(Germany)
- CeramTec GmbH (Germany)
- BCE Special Ceramics GmbH(Germany)
- Bakony Technical Ceramics(Hungary)
Desafíos en el mecanizado de las piezas de cerámica avanzada
La fabricación de piezas de cerámica avanzada supone un proceso complejo que requiere de una alta precisión. Sin embargo, la fabricación de componentes cerámicos no es igual de rentable que la producción de otros materiales como el metal o el plástico. Solo su proceso de mecanizado constituye el 80% del coste de la pieza. Además, la alta dureza y abrasividad de estas piezas presentan numerosas dificultades a la hora de utilizar métodos convencionales de mecanizado, por lo que a menudo requieren del uso de herramientas especiales resistentes a la abrasión (herramientas de diamante) y máquinas que tienen que ser completamente customizadas.
Uno de los obstáculos más notables es la fragilidad inherente de muchas piezas de cerámica avanzada. Aunque estas piezas suelen exhibir una resistencia excepcional a altas temperaturas y ambientes corrosivos, a menudo son propensas a romperse con facilidad tanto en el propio proceso de mecanizado como en la etapa previa de sujeción o amarre. Los sistemas de amarre convencionales como son el uso de mordazas, mesas de vacío o mesas magnéticas no resultan del todo eficaz en muchos casos para mecanizar piezas de material cerámico.
Es por esto que, tratando de buscar otras alternativas, muchas empresas dedicadas a esta fabricación utilizan adhesivos o ceras para sujetar sus piezas. Estos adhesivos o ceras convencionales no logran una sujeción lo suficientemente fuerte en muchas ocasiones, lo que genera un incremento de piezas defectuosas en la producción. Además, son materiales pegajosos y con gran dificultad para ser eliminados tanto de las piezas como del útil de sujeción, afectando negativamente a la producción y elevando significativamente el precio de la pieza.
F-GRIP: La solución para un mecanizado de piezas de cerámica avanzada limpio, eficiente y versátil
F-GRIP se presenta en formato lamina de 200x200mm con diferentes espesores. Este adhesivo, patentado y fabricado únicamente por FRESMAK, proporciona una adherencia extrafuerte (1000-2000N/cm²) sin deformar ni dañar el material y soporta todas las operaciones de mecanizado sin afectar la precisión. Además, nuestro adhesivo extrafuerte se despega limpiamente evitando operaciones extra de limpieza. Estas características, unidas en un mismo sistema de amarre, suponen una ventaja muy significativa con respecto a los sistemas convencionales de amarre.
Otra de sus ventajas es su capacidad de adaptarse a piezas específicas gracias a que se puede recortar en la forma que se desee. La composición elastomérica de F-GRIP es ideal para sujetar superficies no planas, materiales porosos o piezas con una superficie de sujeción pequeña o limitada con una precisión de hasta 2 micras.
Se aplica con temperatura (hasta 150 ºC) y prensado simultáneo (~ 1 Kg por cm2 de adhesivo). Posteriormente, la unión extrafuerte entre la pieza y la base se genera cuando se enfría a 25-30ºC y, tras el mecanizado, la pieza se puede desmoldar calentando hasta 80ºC, con una extracción fácil y limpia. Asimismo, F-GRIP recupera su forma inicial aplicando calor, pudiéndose reutilizar para otra operación.
De esta manera, con nuestra sujeción adhesiva extrafuerte removible se utiliza un único tipo de sistema de sujeción para mecanizar todo tipo de materiales y piezas de cerámica avanzada (alúmina, circonita, carburo de silicio y nitrado, vidrio, cuarzo, macor o nitrato de boro).
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