La fundición con cinta (también llamada rasqueta, revestimiento con cuchilla y desplazamiento del vástago ) [1] es un proceso de fundición que se utiliza en la fabricación de cintas y láminas cerámicas delgadas a partir de lechada cerámica . [2] La suspensión cerámica se vierte en una capa fina sobre una superficie plana y luego se seca y sinteriza . [3] Es parte de la pulvimetalurgia . [4] : 167
La fundición en cinta se describió por primera vez como un método para producir condensadores en masa . [1] En esta primera descripción publicada en 1947, el proceso se describió como: [5]
"Se describe una máquina que extruye una barbotina cerámica con un aglutinante de resina sobre una cinta móvil. La lámina delgada es lo suficientemente fuerte cuando está seca para quitarla y cortarla o perforarla hasta obtener cualquier forma plana deseada y cocerla satisfactoriamente".
En 1960 se presentó una patente para la colada en cinta multicapa y en 1996 se colaron las primeras cintas de menos de 5 μm. [1]
El proceso de fundición en cinta convierte el polvo cerámico en una película delgada al convertirlo en líquido, fundirlo en un plano y secarlo. [ cita necesaria ]
El punto de partida para el proceso de fundición de la cinta es el polvo que constituirá la "cinta". Este es el componente activo del producto final y los demás contenidos, como el material aglutinante y los disolventes, deben ser compatibles con el polvo. El polvo es en general muy fino, con tamaños máximos de partículas de 5 micrómetros. [6] El disolvente sirve para permitir que el polvo se moldee, como si fuera un líquido, y también para esparcir componentes secundarios a través de la cinta. También se añaden tensioactivos para controlar el comportamiento de la superficie de la cinta. Además se añade material aglutinante. Esto determina la estructura volumétrica y las características mecánicas de la cinta. [1]
Los ingredientes de la suspensión, como se menciona en la sección anterior, se mezclan y almacenan en tanques. [ cita necesaria ]
El material en barbotina se transporta a través de tuberías desde los tanques hasta la máquina de fundición. La barbotina se puede filtrar antes de aplicarla para eliminar las partículas imperfectas. La lechada fundida se llama capa verde o lámina verde (esto no se refiere al color de la lámina) y necesita procesamiento adicional, como corte y secado. [6]
Durante el colado es importante colar una superficie perfectamente plana y sin rayas, para ello se han diseñado diferentes mecanismos de colada para minimizar las corrientes de deslizamiento en la lechada. Las cuchillas que aplanan y adelgazan la superficie del yeso se llaman cuchillas doctoras. Estos vienen en diferentes formas, como superficies de corte planas gruesas o delgadas, bordes redondeados y bordes en forma de hoja de cuchillo. [1] Para las cintas que se moldean con un espesor inferior a 50 micrómetros, el recubrimiento no se aplica desde la parte superior, sino desde el costado (recubridor de ranura) o desde abajo (recubridor de labios y recubridor de micrograbado).
La superficie sobre la que se funde puede ser de acero , vidrio , papel estucado y polímeros . El acero es la superficie más económica, pero la eliminación de láminas delgadas de una superficie de acero es difícil y la superficie de acero necesita un reemplazo relativamente frecuente debido a daños. [1]
La cinta de yeso sólo se seca por un lado, la superficie expuesta, ya que la superficie de yeso es impermeable. El secado depende de dos procesos, a saber, la evaporación del disolvente de la superficie y la difusión del disolvente a través de la cinta hacia la única superficie expuesta. La evaporación se puede acelerar aplicando secado al aire. Sin embargo, normalmente la evaporación debe limitarse para asegurar una difusión constante del disolvente. Si el disolvente no sale de la hoja de forma controlada, la cinta puede agrietarse o curvarse. [1]
Se pueden ejecutar varios pasos de procesamiento según los requisitos del producto, como corte, laminación, punzonado o tratamiento térmico. [7]
El proceso se utiliza en la producción de condensadores cerámicos , baterías de polímeros , energía fotovoltaica y electrodos para pilas de combustible de carbonato fundido . Se pueden producir películas delgadas de hasta 5 micrómetros utilizando cinta de fundición. [ dieciséis]