UPNA Campus Iberus – Academica-e
2013
DEPOSICIÓN DE NANORECUBRIMIENTOS MEDIANTE SPRAY CON LA TÉCNICA DE AUTOENSAMBLADO ELECTROSTÁTICO MONOCAPA (LAYER BY LAYER)
JOSE IGNACIO AINZUA CEMBORAIN
Materias: Nanorecubrimientos; Deposición (Metalurgia); Autoensamblado electrostático monocapa

Introducción y objetivos

Se va a realizar una breve explicación del proyecto y sus partes, que serán descritas en los próximos apartados resaltando los objetivos perseguidos en cada caso.

El objetivo de este PFC es conseguir depositar nanorecubrimientos mediante la técnica de autoensamblado electrostático monocapa (Layer by Layer), usando para ello el robot que utiliza un sistema basado en spray.

Este PFC se estructuró de tal manera que, tomando como base de datos las publicaciones existentes sobre la técnica spray, ajustar los parámetros del robot para conseguir depositar en vidrio. La siguiente fase consiste en la fabricación de un dispositivo de rotación para fibra óptica para finalmente realizar los experimentos sobre dicha fibra.

El contenido del proyecto se divide en cinco bloques principales: Documentación, puesta a punto del robot spray, deposición sobre portas, construcción dispositivo rotación fibra y deposición sobre fibra óptica.

En la fase de documentación se recopilaron parámetros para la técnica spray. Para las soluciones que iban a conformar la estructura, por ejemplo el peso molecular de las soluciones aniónicas y catiónicas, la molaridad, el pH y también parámetros que tienen que ver con su fabricación con spray, por ejemplo el caudal, volumen de rociado, distancia rociado.

En la segunda fase se puso a punto al robot spray para poder depositar sobre portas de vidrio. Cambio de boquillas, ajustes en el robot y elaboración de programas para depositar.

En la tercera fase comenzamos a depositar sobre portas. En esta fase inicialmente los portas salían con aspecto sucio, grumos y con un ajuste progresivo de los parámetros se fue mejorando el aspecto y la calidad de la estructura. El mayor progreso en la calidad lo conseguimos al ajustar el diámetro de rociado ( co la presión y angulo rociado). Inicialmente los teníamos de unos 13 cm y al bajarlo a 7-8 cm mediante un ajuste de la presión junto a la apertura de las boquillas de las pistolas mejoró bastante.

La cuarta parte fue de construcción de un dispositivo de rotación para la fibra. De esta manera podíamos realizar la deposición sobre este otro sustrato. Este dispositivo consiste en dos motores de corriente continua, cuya velocidad se regula con una tarjeta PWM.

Para finalizar realizamos deposiciones con spray sobre fibra óptica de dos grosores diferentes: 125 y 200 micras.

Sobre fibra se logró recubrir y se pudo observar cómo los espesores bicapa aumentaron sobre este otro sustrato en comparación con los portas. También se observó una disminución del espesor al aumentar la velocidad de giro de la fibra. 

ROBOT CIDEC SPRAY Y DIPPING

El proyecto se basa en este robot situado en el edificio CIDEC para realizar todos los experimentos. EL robot LbL-SPRAY es el eje central del proyecto para realizar las deposiciones sobre los sustratos. Este robot fue ideado y diseñado en un PFC y construido por la empresa NADETECH.

 

La parte mecánica está compuesta por una estructura de cilindros actuados mediante motores paso a paso. El control se realiza mediante un software cargado en un ordenador y la tensión del motor se proporciona mediante una tarjeta electrónica.