Boletín
UNAM-DGCS-896
Ciudad Universitaria
 Erika Sohn |
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final del boletín
CREAN EN LA UNAM NUEVA HERRAMIENTA DE PULIDO HIDRODINÁMICO DE
SUPERFICIES
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Informó Erika Sohn, del Instituto de
Astronomía, quien añadió que presenta múltiples ventajas sobre la tecnología
internacional actual
·
Tiene aplicaciones en instrumentación
astronómica, óptica industrial y semiconductores, dijo
·
En México ya está protegida y le fue
concedida la patente en Estados Unidos; está en proceso la de la Unión Europea,
Japón, Corea y China
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Es posible pulir cerámicas, vidrios,
metales como aluminio y acero inoxidable, aunque podrían incluirse otros, como
plásticos, apuntó
Científicos del Instituto de Astronomía (IA)
de la UNAM desarrollaron una nueva máquina de pulido hidrodinámico con
múltiples ventajas sobre la tecnología internacional actual, y con aplicaciones
en la instrumentación astronómica, óptica industrial y semiconductores.
De
acuerdo con Erika Sohn, integrante del proyecto, esta herramienta es útil
también para tratar otro tipo de superficies, como prótesis. Con la
Hydrodynamic Radial Flux Polishing and Grinding Tool for Optical and
Semiconductor Surfaces (HyDra) es posible pulir cerámicas, vidrios, metales
como aluminio y acero inoxidable, aunque podrían incluirse otros, como
plásticos.
El
innovador instrumento ya está protegido en nuestro país y le fue concedida la
patente en Estados Unidos, aunque está en proceso su obtención en la Unión
Europea, Japón, Corea y China, donde se desarrolla tecnología de pulido óptico.
Entre
muchas otras de sus ventajas destaca su menor costo, alta precisión, utilidad
en superficies de cualquier tamaño y material y, sobre todo, es aplicable en
todas las etapas del proceso de pulido, desde el esmerilado, hasta el pulido
fino.
La
científica expuso que este proyecto, encabezado por Élfego Ruiz, también del
IA, surgió en el 2000 a raíz del plan de construcción del Telescopio Infrarrojo
Mexicano de Nueva Tecnología (TIM). Ahí advirtieron que “podía servir si se
usaba un abrasivo en lugar de aceite o agua”.
Se requería
pulir superficies “fuera de eje” dado que el espejo del TIM estaría formado por
varios segmentos con cierta curvatura. De ese modo, el equipo de investigación
se percató de la posibilidad de las
aplicaciones del desarrollo, detalló.
Explicó
que hay muchos métodos de pulido. El clásico se forma de una pieza de chapopote
con ranuras, que presenta desventajas, pues deforma la superficie por presión o
produce una “orilla caída”, gran inconveniente para telescopios segmentados.
Otro
es el magneto-reológico, añadió, que utiliza un fluido abrasivo con partículas ferromagnéticas que, al pasar por
un campo magnetizado, lo “endurece” y permite el “pulido”. Es un método caro y
sólo permite trabajar superficies pequeñas, de máximo 30 centímetros.
Existen
otras técnicas llamadas de “jet fluídico”, parecido al de los universitarios,
consistente en un chorro con líquido abrasivo, perpendicular o con un ángulo
sobre la superficie; y el iónico, más caro, aunque ambos no mejoran la
microrrugosidad, apuntó.
El
de la UNAM “permite pulir superficies del tamaño que se deseé y el abrasivo
sale rasante y paralelo a la superficie, lo que permite conseguir
microrrugosidades o precisión mayor, de hasta 0.5 nanómetros (la mitad de la
mil millonésima parte de un metro)”. Además es hasta 15 veces más barato que
sus contrapartes, dijo.
La
herramienta hidrodinámica, que usa aire y agua, no tiene piezas móviles;
además, son fáciles de maquinar con un torno. Está pensada para que el fluido
corra perfectamente por dentro y tiene varias etapas: espumador o controlador de densidad, aceleración rotacional,
garganta y tobera de salida, expresó.
Montada
sobre una máquina de control numérico, usa agua, donde se suspende el pulidor o
polvo abrasivo (por ejemplo, óxido de aluminio, cuyo tamaño depende de la
superficie a trabajar), y aire a presión, todo lo cual se debe vigilar con
precisión, junto con parámetros de operación: temperatura, pH o concentración,
entre otros, aclaró.
Erika
Sohn resaltó que una ventaja es que permite cubrir todos los pasos del proceso
de pulido. Con los métodos convencionales hay que cambiar de instrumentos; con
HyDra se pasa del pulido grueso hasta el más fino, de calidad óptica, con sólo
cambiar el tamaño del abrasivo.
Incluso,
con la misma herramienta es posible limpiar con agua o aire la superficie de
trabajo sin rayarla, ya que flota. “Es como un colchón de aire: se genera una
zona de vacío y otra de alta presión que se equilibran, por lo que se desplaza
sin fricción”, especificó.
En
estos años se han realizado decenas de prototipos de aluminio, acero inoxidable
con piezas de cerámica e, incluso, acrílico. El más grande es de 10 centímetros
de diámetro y con una huella de abrasión de 1.5 centímetros de diámetro.
“Aunque se han hecho unos más pequeños, con huellas de un milímetro”, indicó.
A
pesar de que transferir esta tecnología en nuestro país es difícil porque sus
aplicaciones son especializadas, y la industria óptica y de semiconductores es
casi inexistente en México, ya hay compañías extranjeras interesadas. De tal
forma, HyDra, que ha sido financiado por lo que fuera el proyecto TIM, la
Dirección General de Asuntos del Personal Académico y el propio IA, continúa
con mejoras.
En
el futuro próximo se espera generar arreglos o muchas herramientas que pulan al
mismo tiempo, y también, evitar que el pulidor desgaste al propio instrumento.
Asimismo, sostuvo, se pretende controlar con precisión la forma de la huella de
abrasión.
Como
parte de HyDra también se tuvo que desarrollar un sistema de metrología que
permitiera establecer la calidad del pulido, el cual ha resultado mejor que el
estándar de México. “En el futuro se quiere contar con un sistema que mida la
superficie de la pieza al mismo tiempo que se trabaja en ella”.
De tal modo, el proyecto que ha generado
publicaciones en revistas internacionales, una tesis de doctorado y patentes,
continua “puliendo” el nombre de la UNAM y el prestigio de sus científicos,
concluyó.
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FOTO 01.
Científicos del
IA de la UNAM desarrollaron una máquina de pulido hidrodinámico con
aplicaciones en la instrumentación astronómica, óptica industrial y
semiconductores.
FOTO 02
Con la máquina de pulido
hidrodinámico HyDra es posible tratar cerámicas, vidrios, metales como aluminio
y acero inoxidable, aunque podrían incluirse plásticos. En la gráfica se
trabaja un semiconductor.
FOTO 03
Erika Sohn, del
IA de la UNAM, aseveró que entre las ventajas de HyDra destaca su menor costo,
alta precisión, utilidad en superficies de cualquier tamaño y material, y ser
aplicable en todas las etapas.
FOTO 04
El proyecto HyDra
del IA de la UNAM es encabezado por el investigador Élfego Ruiz; surgió en el
2000 a raíz del plan de construcción del Telescopio Infrarrojo Mexicano de
Nueva Tecnología.