ESPEZIALISTAREN IKUSPEGIA
IK4-TEKNIKERek ibilbide luzea egin du gainazal funtzionalen garapenean, hainbat erabilera eta materialekin. Horri eta prozesuen ingeniaritza eta automatizazioko gaitasunei esker, gainazal funtzionalen arloan laborategietan lortutako azken aurrerapenak industrializaziora eta enpresetara eraman daiteke.
Edozein objektu bere inguruarekin topo egiten duen tokia da gainazala. Hala, gainazalaren ezaugarriek baldintzatu egiten dute nola erreakzionatuko duen beste objektu batzuekin, argiarekin zein organismo biologikoekin elkar ukitzean, edo giro agresiboetan. Gainazalen ezaugarri fisiko-kimikoek eragiten dituzte estetika, korrosioarekiko zein higadurarekiko portaera, garbi mantentzeko gaitasuna eta eguzkia aprobetxatuz energia sortzeko gaitasuna bezalako propietateak; hortaz, gainazalaren propietateak aldatzen baditugu, aukera izango dugu funtzionalitate berriak lortzeko edo materialen propietateak hobetzeko.
Ikuspegi industriala: funtzio-aniztasuna, eskalagarritasuna eta balio-bizitza
Ezarpen bakoitzak behar zehatzak izan arren, hiru baldintza partekatzen dituzte denek: gainazalen funtzio-aniztasuna, prozesuen ezarpena industrian eta funtzionalitateak osagaiaren balio-bizitza osoan mantentzea.
Ezarpen bakoitzaren berezitasunak direla eta, gainazalak, oro har, funtzionalitate bat baino gehiago izan behar du; adibidez, osagai mekanikoak korrosioarekiko eta higadurarekiko erresistenteak izatea; ukipen-pantailen gardentasuna eta eroankortasun elektrikoa; inplanteak bakterio-kontrakoak izatea eta higaduraren aurrean babestuta egotea; edo elikagaiak egosteko gainazalak erraz garbitzea eta tenperatura altuekiko erresistenteak izatea. Hortaz, ezarpen gehienetan, funtzio anitzeko gainazalak behar dira.
Badira zenbait teknologia, hala nola, gainazalen estaldura edo egituratzea eskala mikro eta nanoskopikoan, gainazalen propietateak aldatzea ahalbidetzen dutenak; hala, ezarpen bakoitzaren eskakizunen arabera erabakiko da zeintzuk diren teknologiarik egokienak, gogoan hartuz enpresa bakoitzaren ekoizpen-beharrak eta bere industria-prozesuetan integratzeko modua.
Hala, IK4-TEKNIKERen, industria mailan estaltze eta egituratze-prozesu eskalagarri ugari ditugu, eta horrek malgutasun nahikoa ematen digu ekoizpen-prozesu bakoitzera hobekien egokitzen den gainazala prestatzeko.
Funtzionaltasun berriak produktuen balio-bizitza osoan mantentzen direla egiaztatu ahal izateko, karakterizazio moduak ditugu, hala nola, laborategiko azterketak edo osagaiak probatzeko bankuak. Horien bidez, funtzionalitateen bilakaera aztertu dezakegu, higadura mekaniko eta ingurumen-baldintza desberdinekin (tenperatura, hezetasuna, korrosioa eta abar).
Ezarpenak eta teknologiak
Azal berriak: estaldura funtzionalak
Gainazalen propietateak aldatzeko gehien erabili ohi den estrategietako bat estaldurak erabiltzea da; estaldurek azal berria bezala funtzionatzen dute, gainazalak espero den funtzionalitatea izan dezan. Askotariko teknologiak daude estaldurarako; kasu bakoitzean horietako zein den egokiena erabakitzeko, espero diren funtzionalitateak eta ekoizpenaren kostua izango dira kontuan.
Hala, PVD (Physical Vapour Deposition) bezalako estaldura-teknologiak duela urte asko erabiltzen dira, adibidez, osagai eta tresnen higadurarekiko erresistentzia hobetzeko, egunero erabiltzen diren tresnetan (bizar-xaflak kasu) marruskadura murrizteko edota sateliteen osagaietan.
Izan ere, PVD teknologia moldaerraza da, erabil daitezkeen materialei eta estali ahal diren substratuei dagokienez. PVD teknologiaren eskalagarritasuna eta aleko kostu txikia direla eta, hainbat erabilera eman zaizkio teknologia horri, hala nola, lenteetarako eta eguzki-energia sortzeko geruza optikoetan, edo estaldura estetikoetan (zeramika zein plastikozko gainazalei itxura metalikoa emateko).
Bestalde, hezetasun bidezko estaldura kimikoek, Sol Gel izeneko tekniken bitartez, bestelako funtzionalitateak eskaintzen dituzte, eta arrakasta handia dute merkatuan. Oso malgua da formulazioetan, eta nanopartikulekin gehitzeko aukera dute. Horri esker, askotariko substantziak aldaratzen dituzten gainazalak lortu ahal dira, beraz, zikinkeriaren edo hatz-marken kontrako propietateak edota haiek bakarrik edo erraz garbitzen diren gainazalak izan daitezke. Kasu horietan ere, erabilera asko dituzte gainazalek. Teknologia honek hainbat erabilera ditu, besteak beste, etxetresna-elektrikoetan (etxekoak zein erabilera industrialekoak) eta eguzki-zentral termoelektrikoetako erreflektoreetan.
Halaber, Sol Gel formulazioak hainbat teknikaren bidez erabil daitezkeenez (hala nola, murgiltzea, espraiatzea edo gortina), jadanik existitzen diren ekoizpen-prozesuetan integratu ahal dira, inbertsio txikia eginda.
Bai PVD bai Sol Gel estaldurak geruza mehea dira, eta, arestian aipatutako funtzionalitateez gain, korrosioaren aurkako babesa eskaini ahal dute.
Alabaina, giro oso agresiboetan erabiltzen badira, baliteke babes-geruza lodiagoak eskaintzen dituzten teknologiak erabili behar izatea. Kasu horretan, plasma bidezko elektroxidazioa; titanio, aluminio edo magnesiozko aleazio arinetan erabiltzen da gainazal sendoak eta higadurarekiko erresistenteak lortzeko, bai eta korrosioaren eta tenperatura altuen kontrako babes irmoa lortzeko ere. Propietate horiek oso interesgarriak dira prestazio altuko osagai arinetarako, adibidez, aeronautikan eta automozioan.
Beste aukera bat da laser bidezko ekarpena; horren bidez, zeramikazko edo metal aleatuen geruza lodiak jarri ahal dira, korrosioaren eta higaduraren kontra ondo babestuta egoteko. Pinturak garrantzitsuak dira oraindik ere itsasoaren eragina sufritzen duten egitura handiak (offshore haize-egiturak) eta itsasontziak babesteko, biofouling delakoa sortu ez dadin. Horretarako, pinturei nanopartikulak txertatzeko estrategiak aztertzen ari dira, horien propietateak hobetzeko eta bizitza luzatzeko; hala, egun dauden pinturak degradatzen direnean, haiek aldatzearen mantentze-kostu garestiak saihestuko dira.
Biomimetika: natura eredu duten egiturak
Milioika urteko bilakaeraren ondoren, landareek eta animaliek mekanismo oso bereziak garatu dituzte bizirik irauten laguntzeko. Mekanismo horietako asko daude landareen hostoen gainazalean edo animalien larruazalean.
Mikroskopia tekniken aurrerapenei esker jakin dugu gainazal natural askok egitura nano eta mikrometrikoak dituztela, eta horrek propietate bereziak ematen dizkiela. Hala, loto-lorearen hostoa bezalako organismoak beti garbi mantentzen dira, superhidrofobia eragiten duten egitura hierarkikoak direla eta. Horri esker, ur-tantak gainazaletik irristatu eta zikinkeria arrastatzen dute. Marrazoen larruazalaren azaleko egiturak abantaila hidrodinamikoak ematen dizkio, eta bere gainean mikroorganismoak haztea eragozten du. Sitsen begiak ez dira islatzaileak; horri esker, hobeto ikusten dute gauez.
Propietate berezi horiek inspiratu egiten gaituzte industrian erabiltzeko gainazalak sortzerako orduan. Horrelako egituren erreplika egiteko pultsu-laserra bezalako teknologia dugu; horren bitartez, posible da material metaliko, zeramiko zein plastikoei eragindako energia kontrolatzea gainazaleko egiturak eskala mikrometrikoan sortzean. Horrez gain, nanoinprimatze-litografiak zigiluak erabiltzen ditu polimeroetan motibo nanometrikoak dituzten egiturak estanpatzeko; gero, motibo horiek beste material batzuetara lekualdatu ahal dira (adibidez, metaletara), litografiako teknikak erabiliz.
Honelako teknikak, gainera, interesgarriak dira industria-prozesuetan erabiltzeko. Laser bidezko teknologien kasuan, egituren negatiboak egin ditzakete moldeetan edo ijezketa-arraboletan; hala, gero, modu eraginkorrean (kosturik gabe) aldatzen dira piezetara, piezak banaka laser bidez prozesatu beharrik gabe. Nanoinprimatze-litografiako prozesuak, ordea, eskalagarriak dira, jarraikako prozesuen bitartez (roll to roll edo roll to plate).
Horrela, posible da zenbait organismo naturalek modu eraginkorrean erabiltzen dituzten azaleko funtzionalitate batzuk materialetara eta industriara ekartzea. Halaber, estrategia hauek geruza meheko estaldurekin konbinatu ahal dira, egituratzearen funtzionalitatea hobetzeko edo osagaiei funtzionalitate osagarriak emateko.
IK4-TEKNIKER: Gainazal multifuntzionalen oraina eta etorkizuna industrian
IK4-TEKNIKERen 25 urtetik gora daramagu funtzio anitzeko gainazalak garatzen eta industrian ezartzen, hainbat erabileratarako. Gainera, zentro teknologikoaren gaitasunak ditugu alde ingeniaritza, automatizazio eta robotikaren arloan, eta gainazalen eta prozesuen eskalatzearen aldeko apustu estrategikoa egin dugu; horretan, funtzionalitate eta teknologiarik berritzaileenak garatzen ditugu, merkatuaren etorkizuneko beharrei aurrea hartzeko.
Urte hauetan gureganatu ditugun ezagutza guztiek bat egiten dute Gainazal multifuntzionalen Soluzioan; IK4-TEKNIKERek gainazaleko arazo zehatzak identifikatzeko eta horiek konpontzeko aukera eskaintzen die enpresei.
Konponbideak hainbat fase hartzen ditu: hasierako karakterizazioa eta diagnostikoa, estrategia eta teknologiarik egokienak aukeratzeko; gainazal multifuntzionalak garatzea edo egokitzea; eta konponbideak industria mailan aplikatzea. Horrek guztiak aukera ematen digu bezeroekin ibilbide osoa egiteko; hasierako garapen-faseetatik prozesu zein produktu berritzaileak merkaturatzen diren arte; hortaz, konponbide integralak eskaintzen ditugu industrian.
