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1. Introducción
Aparecida en 1998, esta tecnología aditiva de fabricación de componentes combina la litografía (por exposición a la luz UV) y la galvanoplastia. El acrónimo UV-LIGA hace referencia directa a ello. Los métodos tradicionales de fabricación suelen estar asociados al uso de un tipo de máquina específico (centro de mecanizado, prensa de estampado o máquina de electroerosión). En relojería, se utilizan principalmente aleaciones de níquel (en particular el níquel fósforo) con esta tecnología. La tecnología UV-LIGA consiste más bien en un proceso de fabricación segmentado en diferentes etapas:
2. Diseño del componente
La tecnología UV-LIGA permite obtener perfiles de componentes imposibles de conseguir mediante los demás métodos de fabricación. Por ejemplo, una rueda de escape podrá estar aligerada según una estructura definida con el fin de reducir al máximo el peso sin debilitar la rigidez. Por lo tanto, es importante conocer bien esta tecnología para sacarle provecho desde la concepción del componente.
3. Creación del fotomáscara
El perfil del componente a producir se imprime a escala 1 sobre una placa de cristal. Se reproduce el componente a producir tantas veces como sea posible sobre la superficie del fotomáscara. Así, la luz (los UV) solo podrá pasar por fuera del contorno de los componentes a producir.
4. Fabricación del wafer
El wafer es, en cierto modo, el molde que permitirá fabricar el componente por crecimiento aditivo. Se trata de un disco de silicio cuya superficie está dorada para mejorar su conductividad eléctrica. Luego se aplica una capa de resina fotosensible, de un espesor superior al del componente a fabricar, sobre la superficie del wafer previamente dorada.
5. Estructuración del molde
La etapa consiste en superponer el fotomáscara al wafer e irradiar la superficie de este último con rayos UV. Por supuesto, gracias al filtro que constituye el fotomáscara, solo las superficies de los componentes a producir estarán protegidas de los rayos UV. La resina expuesta a los rayos UV se endurecerá por polimerización y no podrá disolverse en la siguiente etapa.
6. Disolución de la resina no irradiada
Después de haber sido expuesto a los rayos UV, el wafer se sumerge en un baño que permite disolver, con una precisión extrema, las superficies del wafer que no han sido expuestas a los rayos UV, es decir, la superficie precisa de los componentes a producir. Mediante esta operación, se obtienen tantos moldes del componente a producir como la superficie del wafer pueda contener. En esta etapa, el molde del componente a producir está terminado, al igual que la parte de litografía del proceso.
7. Fabricación del componente por crecimiento de material
El molde se sumerge en un baño galvánico. Una corriente eléctrica circula entre un ánodo sumergido en el baño y el fondo de la caja del molde (dorado) que constituye el cátodo. Las partículas de metal en suspensión en el baño se depositan en capas sucesivas en el fondo de la caja del molde y luego en toda la altura del componente, respetando perfectamente los límites de su contorno, definidos por la resina.
8. Rectificación de la superficie
La superficie superior del conjunto molde-componentes se rectifica a continuación con el fin de llevar todos los componentes a su espesor final y garantizar la planitud y el paralelismo de las diferentes superficies del componente.
9. Disolución del molde
Una vez rectificado, el conjunto se sumerge en un baño que permite disolver la resina endurecida del molde y su sustrato. Los componentes terminados se liberan del molde y están listos para ser ensamblados.
La tecnología UV-LIGA presenta numerosas ventajas en comparación con los métodos tradicionales de fabricación de componentes. El diseño y la tecnicidad de los componentes se han beneficiado inmediatamente de ello. Gracias al nivel de precisión que ofrece este método y a la ausencia de tensión mecánica durante la fabricación del componente, los límites en términos de tecnicidad y diseño se superan magistralmente.
Aunque el proceso requiere varias etapas, su implementación es rápida y su coste está controlado. Los componentes fabricados mediante este proceso son siempre perfectamente idénticos y conformes al plano original. La precisión se expresa en micras y, en ausencia total de utillaje, se pueden alcanzar tolerancias rigurosamente estrechas.
Gracias a esta precisión y a la ausencia de herramientas de corte, los acabados superficiales no requieren, en la mayoría de los casos, ningún tratamiento. Una ventaja importante, especialmente cuando se trata de engranajes, ya que la fricción se minimiza gracias a la calidad de las superficies obtenidas con esta tecnología. Por último, el níquel-fósforo generalmente utilizado es amagnético. Una cualidad particularmente apreciada en la fabricación de los componentes del escape.
Las numerosas ventajas de este procedimiento hicieron rápidamente de él una tecnología imprescindible y ampliamente utilizada. Ha liberado verdaderamente la creatividad de los diseñadores y mejorado el rendimiento de los relojes. Con el auge del silicio, la tecnología UV-LIGA constituye una de las evoluciones más importantes de este siglo.
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