¿Desea lograr un acabado de metal específico?

La superficie de una parte puede requerir un acabado de metal específico por muchas razones, ya sea por estética, por funcionalidad del producto o por preferencia del cliente. Ciertos acabados de metal además pueden ayudar al material a resistir daño u oxidación.

Algunas aplicaciones requieren un acabado medido de manera precisa en partes metálicas, mientras que otras sólo necesitan verse bien. En muchos trabajos, la consistencia de la apariencia de la superficie es el factor más importante al evaluar un acabado de metal. Cada acabado además puede tener diversos recubrimientos y tratamientos como recubrimiento transparente, pátina y ennegrecimiento de acero. El tipo de producto abrasivo que use para el trabajo, el tipo y tamaño del grano abrasivo, y la técnica del operador, todo esto afecta el acabado de superficie y puede producir diferentes resultados.

Acabados medidos contra acabados visuales

El metal se rectifica y pule a un acabado visual, el cual es subjetivo, o a un acabado medido, el cual es objetivo. Las superficies metálicas pueden parecer lisas al ojo, pero en realidad contienen picos y valles que pueden medirse con precisión, usualmente con la medida Ra (rugosidad promedio) o RSM (valor cuadrático medio). Medir estos parámetros es crítico si una operación necesita producir un acabado medido.

El personal de calidad mide la aspereza de la superficie con un perfilómetro, el cual determina los valores de Ra moviendo una punta de diamante a través de la superficie una distancia especificada, y usando una fuerza de contacto especificada. Luego asignan el valor Ra como un promedio de las variaciones de la superficie. Un número pequeño representa una superficie más lisa o menos variante.

Aun cuando son menos comunes que los acabados visuales, los acabados medidos puede que se necesiten en aplicaciones donde dos partes entran en contacto con otra y requieren un acabado liso preciso para evitar fricción. Los acabados medidos son casi siempre especificados en aplicaciones de grado alimenticio y aeroespaciales que requieren pruebas rigurosas de calidad.

En aplicaciones donde el material se recubrirá o tratará con polvo, el acabado puede que no sea tan crítico, y con frecuencia es aceptable un acabado visual o un acabado no medido. Sin embargo, si una parte se va a pintar debe estar relativamente libre de abrasiones profundas.

Acabados metálicos comunes

Los componentes metálicos fabricados tienen una amplia gama de acabados. Cuatro acabados comunes son acabados de fresado, direccional, no direccional y pulido a espejo.

Un acabado fresado (también llamado acabado 2B) es el material no corroído de una fundidora. Es cómo el material—ya sea acero al carbón, laminado en frío o laminado en caliente—aparece directo de la máquina de producción. Los acabados fresados pueden ser difíciles de hermanar con una herramienta o producto abrasivo manejado a mano, por lo que es importante asegurarse de que la superficie no se raye significativamente durante la soldadura o el acabado. Aplicar cualquier tipo de abrasivo a un acabado fresado producirá rayas o remolinos.

Los acabados direccionales son comunes en productos de acero inoxidable, como por ejemplo la puerta de un refrigerador. Estos acabados vienen en diversas variedades, que incluyen acabados de línea delgada y #4. Los acabados de línea delgada tienen marcas direccionales “de línea delgada”, mientras que los acabados #4 son más toscos con estriaciones más pronunciadas.

Por otro lado, los acabados no direccionales no tienen un patrón direccional claro. Los fabricantes crean un patrón no direccional consistente usando un disco de lijado de grano fino con velcro o adhesivo sensible a la presión (PSA, por sus siglas en inglés) en una lijadora orbital. Los talleres de fabricación aplican en su mayoría acabados no direccionales como la etapa final antes de algún tipo de tratamiento de superficie, como por ejemplo recubrimiento transparente entintado, pátina, ennegrecimiento de acero, azulado, pintura o encerado.

Algunos trabajos tienen un requerimiento de acabado pulido a espejo. No es fácil emular a mano un pulido a espejo hecho a máquina. Si se hace manualmente, un pulido a espejo es uno de los acabados visuales con más mano de obra, y uno de los más difíciles de mantener consistente. Para lograr un acabado pulido a espejo impecable, los operadores deben seguir pasos específicos de rectificado y de pulido. Debido a que el acabado es tan difícil de lograr, muchas compañías compran metal pre-pulido a espejo, lo cortan al tamaño, lo sueldan según se requiera, y luego lo armonizan rectificando y puliendo manualmente sólo las áreas alrededor de la soldadura.

Discos abrasivos comunes

Ideales para remoción de material puro, los discos de láminas—así como sus primos los mini-discos de láminas que pueden llegar a áreas reducidas—remueven material rápidamente y crean un perfil consistente. Para lograr acabados más lisos, los operadores pueden usar tamaños de grano más finos, como por ejemplo de un grano 36 a un grano 80 o 120. Sin embargo, un disco de láminas solo usualmente no puede dar un acabado visual. Una aplicación que termina con un disco de láminas típicamente involucra productos con acabado no especificado, o piezas de trabajo a las que se aplicará un tratamiento superficial.

Los discos de láminas vienen en diversos tipos de grano, incluyendo cerámica y circonia-alúmina. Los discos cerámicos de láminas con frecuencia vienen con un recubrimiento final, el cual puede ser ideal para aplicaciones sensibles al calor. El calor puede decolorar el material base (especialmente acero inoxidable) y causar un acabado tosco. Tanto el grano cerámico como el recubrimiento final reducen ese calor.

Los discos de fibra con resina, los cuales pueden armonizar el material base alrededor de una soldadura, también pueden usarse en lugar de los discos de láminas. Un operador experimentado puede usar estos discos para armonizar y crear patrones de superficie. Para lograr un acabado sumamente liso, los operadores pueden usar una lijadora orbital con un abrasivo de fibra con resina de grano fino en la secuencia adecuada. Para aumentar la efectividad de la lijadora, un operador puede agregar un compuesto o hacer pulido húmedo.

Los acabados que logran los discos de fibra con resina reflejan el tamaño del grano seleccionado y, como con el disco de láminas, se aplican las mismas reglas generales del tamaño de grano: entre más fino sea el grano, más liso será el acabado. Un acabado que termina con un disco de fibra con resina típicamente tiene un acabado no especificado o se le aplicará un tratamiento superficial.

Una excelente opción para el acabado de diversos metales son los abrasivos no tejidos, que crean una tersura consistente y cohesiva en superficies metálicas. Éstos funcionan bien para lograr patrones cruzados, y pueden remover decoloración en acero inoxidable. Están disponibles en almohadillas manuales, ruedas unificadas, y discos de acondicionamiento superficial.

Los discos de acondicionamiento superficial o abrasivos no tejidos vienen en diversos grados, desde muy fino a medio y tosco. Al iniciar el proceso, un disco tosco remueve las imperfecciones superficiales y prepara la superficie para el refinamiento. El disco medio mejora la superficie dejada por el grado tosco y deja un acabado satinado brillante. El grado muy fino continúa con la mejora del acabado, dejando un acabado brillante y terso.

Los cepillos de alambre funcionan bien cuando no está permitida o no se desea la remoción de metal. Los cepillos con diámetros de alambre pequeños aplican patrones de rayones ligeros para armonizar y mejorar el acabado visual, aunque los cepillos de alambre típicamente no se recomiendan para superficies pintadas. Entre más fino sea el alambre, más pequeñas serán las rayas resultantes, y mejor el acabado.

Tenga en mente que los cepillos de alambre no pueden remover rayones dejados por un disco de láminas; sólo pueden refinar el acabado existente. Debido a que no remueven material base, los cepillos de alambre con frecuencia funcionan bien para remover decoloración por calor en acero inoxidable. Un producto abrasivo de nylon o producto de nylon también puede remover decoloración por calor, remover rebabas, bordes de radio, y producir un acabado con rayas, lo cual puede mejorar hasta cierto grado acabados de superficie.

Aplicaciones que especifican un acabado medido muy fino, como por ejemplo para algunas piezas de trabajo comerciales y de electrodomésticos, pueden requerir lustrado y pulido mecanizado. Los fabricantes a veces integran sistemas de rectificado mecanizado para trabajo tardado en productos repetitivos. Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones industriales tienen acabados básicos que se pueden lograr con los productos abrasivos adecuados instalados en ruedas de banco, rectificadoras de ángulo recto y otras herramientas manuales.

El mejor abrasivo para el trabajo

Cualquier herramienta que use una operación de acabado, producirá resultados muy diferentes con diferentes ruedas de rectificado y pulido, cada una con un tipo y tamaño específico de grano.

Si el material base tiene mucha oxidación que deba removerse, un disco de láminas de grano 120 tardará mucho más para removerla, pero dará un acabado superficial estético. Un disco de láminas de grano 36 o grano 40, en comparación, removerá oxidación mucho más rápido pero dejará rayones más profundos que requieren más tiempo para lograr un acabado liso.

Lograr un acabado específico generalmente requiere usar una progresión de productos. Un operador puede empezar con un disco de láminas de grano más grueso que removerá material rápidamente y llevará la soldadura casi a nivel superficial, luego cambiará a granos más altos, más finos como por ejemplo 60, 80 o 120 (o incluso más altos) para brindar un acabado más liso.

Dependiendo del acabado deseado, el siguiente paso podría ser un abrasivo no tejido para armonizar las rayas direccionales. Los discos de láminas de grano fino y los abrasivos no tejidos permiten a los operadores producir acabados medidos que posibilitan el pintado.

Presión, tamaño de grano y técnica

En el rectificado, la presión importa. Si los operadores (o las máquinas, para esa cuestión) aplican diferentes presiones usando el mismo producto abrasivo, pueden lograr resultados significativamente diferentes.

Pruebas de laboratorio han probado esto, especialmente cuando se aplica más presión a discos de grano grueso (grano 36 y 40). Más presión aplicada a abrasivos de grano más pequeño—como grano 60, 80 y 120—produce resultados menos variados. En otras palabras, aplicar más presión en un disco de grano 36 hace una mayor diferencia en el acabado que poner más presión en un disco de grano 120. Esto es importante dado que la presión es una de las pocas variables que los operadores pueden ajustar.

Los operadores rectifican de manera diferente, y su técnica afecta los resultados sin importar qué producto abrasivo usen. Por ejemplo, cruzar el patrón de rectificado inicial, ya sea de norte a sur o de este a oeste, mejora el acabado y puede reducir el número de pasos de acabado que requiere un trabajo.

Poner atención a los patrones de rayas también hace una diferencia. A menos que necesiten lograr un acabado direccional, los operadores pueden rotar cada paso 90 grados con respecto al paso previo. Esto remueve y combina el paso previo de manera más eficiente.

Mantenga la calidad y la consistencia

Capacitar a los empleados en las técnicas adecuadas ayuda a evitar retrabajo y hace que el departamento de acabado de un taller sea más consistente. Sin embargo, los acabados de mejor apariencia en el mundo no pueden superar el desperdicio causado por una mala comunicación. Esto aplica especialmente al producir acabados visuales. Los clientes que desean acabados visuales buscan cierta apariencia, y es importante entender exactamente cuál es esa apariencia.

Para este fin, las operaciones de acabado pueden mantener muestras y códigos de acabado para ilustrar los pasos exactos efectuados para lograr ciertos acabados. Con frecuencia se muestran en un libro de códigos o en un tablero que les muestra tanto a los clientes como a los empleados una plantilla visual que incluye fotos de alta calidad o muestras reales. Así los clientes pueden elegir el acabado que desean desde el inicio del proyecto, eliminando retrabajo y confusión.

Piense en una operación de acabado bien soportada como un taburete de tres patas. La capacitación adecuada representa una pata; tener las herramientas y productos abrasivos correctos representa la segunda pata; buena comunicación, con los clientes y entre los empleados, representa la tercera. Con las tres patas del taburete seguras y estables, la ineficiencia en el acabado puede ser cosa del pasado.

Elliot Shepherd es gerente asociado de producto y Ron McCarthy es especialista en abrasivos de Weiler Abrasives, 1 Weiler Drive, Cresco, PA 18326, 800-835-9999, www.weilerabrasives.com.