Descripció del projecte
Les tecnologies d’enginyeria de superfícies permeten generar recobriments per protegir peces industrials en diferents aplicacions dins de sectors tan amplis com el petroquímic, l’automoció, l’aeroespacial, o la indústria química en general, sovint sotmeses o exposades a condicions severes de treball (temperatures superiors als 400ºC) i ambients agressius (medis àcids o en contacte amb clorurs) que generen processos de desgast i corrosió localitzat provocant la ruptura catastròfica en condicions de servei. Els processos de post-mecanitzat i polit dels recobriments obtinguts solen ésser una etapa crítica després de generar el recobriment per tal d’assolir els requeriments específics de rugositat mínima necessària i d’aquesta manera incrementar tant la durabilitat com l’eficiència per a la majoria d’aquestes aplicacions als diferents sectors esmentats.
Aquesta etapa pot arribar a incrementar el cost de l’aplicació del recobriment fins a duplicar el cost, incrementant-ne la complexitat i no només el cost, sinó també els temps de producció, a més de generar residus líquids que han d’ésser tractats posteriorment. La tecnologia proposada, un cop optimitzada pels diferents tipus de recobriments metàl·lics i superaliatges, ceràmics o fins i tot cèrmets, permetrà a més eliminar les aigües residuals, així com reduir els temps de procés (i en conseqüència el cost), a més de recuperar els ions provinents del procés de polit i poder-los revaloritzar.
La reducció del temps d’operació respecte dels processos de mecanitzat i polit convencionals, permetrà controlar el temps d’operació sense manteniment, reduïr el periode d’emmagatzematge, així com fer una planificació del temps d’inactivitat al lloc de treball de manera òptima.
Un element important per a l’assoliment exitós d’aquests reptes serà formar, educar i motivar joves investigadors en les bases de la deposició dels recobriments, i qualificar-los per al disseny i optimització dels mateixos per a desenvolupar noves tècniques que permetin realitzar el tractament de post-processat en termes de rugositat necessari per a l’aplicació de les peces tractades, sense empitjorar-ne l’integritat superficial.
Per tal d’assolir la sinergia perfecta basada en una necessitat evident dins el teixit industrial i les solucions científiques que es poden fonamentar des del món acadèmic, es podrà arribar a generar el coneixement necessari i la corresponent transferència tecnològica cap a la indústria. En aquest sentit, es proposa un enfoc multidisciplinari per a dissenyar i optimitzar nous electròlits sòlids per a polir electroquímicament mitjançant processos d’electropolit en sec amb la tecnologia DLyte®,. En aquest sentit, s’utilitzaran recobriments basats en metalls o superaliatges, ceràmiques tècniques i/o recobriments tipus cèrmet, obtinguts per diferents tecnologies de deposició, i evaluar-ne la seva integritat superficial a diferents escales, des de la macro fins a la nano escala, tant a nivell microestructural, químic, propietats mecàniques com de resistència a la corrosió.
Una vegada fet l’estudi a escala laboratori, es plantejarà l’escalat a nivell de peça industrial on aquesta problemàtica és clau per al correcte funcionament de les peces.
Així doncs, els objectius científic-tècnics de la tesi doctoral proposada són:
(1) Disseny i optimització de nous electròlits sòlids per a polir electroquímicament mitjançant processos d’electropolit en sec amb la tecnologia DLyte® recobriments obtinguts per diferents tecnologies de projecció tèrmica.
(2) Avaluar i comparar tant microestructuralment, químicament com mecànicament així com la resistència a la corrosió provetes polides amb tecnologies convencionals i amb els nous processos d’electropolit amb tecnologia DLyte®.
(3) Patentar i/o difondre els coneixements assolits per aquest doctorat industrial.
En aquest sentit, per la correcta realització d’aquesta tesi doctoral, en termes generals, la següent metodologia és durà a terme:
(1) Generació dels recobriments i la seva anàlisi microestructural
(2) Disseny i optimització de nous electròlits sòlids per a cada tipus de recobriment
(3) Anàlisi microestructural i a nivell de propietats mecàniques després del procés de polit.
(4) Escalat industrial a peces reals
Aquesta tesi doctoral s’emmarcarà seguint els objectius de desenvolupament sostenible (ODS), tenint en compte l’eco-enginyeria i la minimització de residus, així com la búsqueda d’alternatives factibles per al seu post-tractament en cas que sigui necessari.
