Actualmente, una de las técnicas más eficaces es el recubrimiento amorfo con nanopolvos formando una unión metalúrgica. Esto es posible gracias a la aparición del láser, el cual, fue inventado como una solución en busca de un problema. De esta forma, el láser une al sustrato las capas las capas añadidas a la superficie por el mecanizado aditivo.
El láser de CO2
El láser de emisión continua (CO2) produce evaporación, combustión o disociación química de los materiales.
En su funcionamiento ocurre la inversión de la población, un estado de un grupo de átomos y moléculas del medio activo, en el que los miembros en estado excitado son más numerosos que los miembros de menor energía. La transferencia de la energía de colisión entre el nitrógeno y el CO2 induce una excitación del CO2, que impulsa la inversión de población.
Para rectificar una herramienta o un disco cortante se le recubre de nanopolvos, que el láser de CO2 funde sobre el substrato. A continuación se añaden sucesivas capas para dar forma óptima a la herramienta. Se evita el oxígeno atmosférico.
- Discos de corte
Para los discos más antiguos el láser no existía. El desgaste obliga a sustituir los discos con frecuencia. Este problema, se resuelve con el corte de diamante, un recubrimiento de polvo de diamante en los bordes del disco.
El diamante sintético se consiguió en calidad gema en grandes tamaños y diversidad de coloraciones. En 1964 General Electric consiguió el primer diamante sintético usando el método de la cristalización del carbono a altas presiones (50-60 kbar) y temperaturas (1.300-1.600 °C) que son las condiciones de formación del diamante en el manto terrestre a profundidades de unos 200 km. Así se lograron para la industria diamantes de baja calidad para abrasivos.
Se logró un método para el diamante sintético sin necesidad de altas presiones y temperaturas, fue la deposición química de vapor (DQV).
Para el sector del automóvil tenemos el NanoShield, un recubrimiento de nanopolvo de vidrio, de partículas muy duras, que recubren la carrocería. El vidrio es una mezcla de silicatos preparados por fusión y posterior enfriamiento rápido de mezclas que incluyen óxidos de sílice, calcio, sodio y boro.
- El disco cortante de la tuneladora
En las labores de cración de túneles, el desgaste del disco de una tuneladora es tan rápido que obliga a sustituir el disco con frecuencia, cada varios días según el tipo de roca. El disco recubierto con nanopolvos permite mayor velocidad de la tuneladora.
Importa alargar la vida del disco de corte, con un recubrimiento (el más duro posible). Pero gracias al láser y los nanopolvos sobre el disco, se ha conseguido alargar la duración del disco hasta en un 20%.
No es lo mismo que el nanopolvo que fundirá el láser con el sustrato del disco, sea amorfo o cristalino. En una aleación cristalina los átomos forman una red cristalina tridimensional que permite la deformación del metal, mientras que una estructura amorfa tiene la estructura atómica desordenada del vidrio, es más dura y presenta mayor resistencia al desgaste.
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