ES2831105B2 - Dispositivo para el electropulido de multiples piezas sin sujecion firme mediante electrolitos solidos - Google Patents

Dispositivo para el electropulido de multiples piezas sin sujecion firme mediante electrolitos solidos Download PDF

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Description

DESCRIPCIÓN
DISPOSITIVO PARA EL ELECTROPULIDO DE MÚLTIPLES PIEZAS SIN SUJECIÓN
FIRME MEDIANTE ELECTROLITOS SÓLIDOS
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se refiere a un sistema de electropulido de metales en seco de grandes series sin sujeción firme. Este sistema que se enmarca en el campo de los pulidos metálicos industriales resulta ser un sistema aplicable en sectores que precisan acabados de alta calidad para grandes series de piezas, como por ejemplo el sector del automóvil, aeronáutica, decoración, relojería, médico, dental, entre muchos otros.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Existe la necesidad industrial de pulir grandes series de piezas metálicas. En la actualidad, los pulidos metálicos industriales de grandes series se llevan a cabo mediante procesos abrasivos o mediante electropulido en líquido.
Los sistemas de pulido que usan abrasivos presentan una serie de inconvenientes. Producen una falta de homogeneidad en la superficie aplicada debido a que la abrasión está relacionada con la presión entre la superficie y el abrasivo. Las partes más expuestas sufren más acción abrasiva, lo que genera una pérdida de definición de vértices y bordes. Los sistemas abrasivos provocan inclusiones del abrasivo en la superficie metálica, reduciendo la durabilidad, resistencia química y a la tracción.
En los pulidos que usan abrasivos las piezas se pueden introducir junto con el abrasivo en bombos, cubas, etc lo que permite procesar múltiples piezas en un solo proceso sin necesidad de sujetar individualmente cada una.
También existen sistemas de electropulido con líquido. Aunque estos sistemas no producen inclusiones, presentan ciertas limitaciones. Los sistemas de electropulido tienen un efecto de alisado sobre la rugosidad del orden de magnitud de micrómetros. Los sistemas comerciales de electropulido convencionales a menudo reivindican una reducción de la rugosidad del 50 al 60 % sobre la rugosidad inicial. En muchas aplicaciones, este nivel de alisado no es suficiente. Estos sistemas tienden a revelar la estructura cristalina subyacente del metal. Esto da lugar a superficies escalonadas, orificios y otros defectos correspondientes a la estructura metálica.
Recientemente, en 2016, se ha desarrollado un método de electropulido en seco que usa partículas (cuerpos solidos libres) como electrólitos sólidos. Esta invención, que se encuentra detallada en la patente ES2604830, describe como una pieza metálica firmemente sujeta y conectada a un ánodo, se mueve dentro de un contenedor que contiene cuerpos solidos libres conductores (partículas de electrólito sólido) y un cátodo. Una descripción de partículas usadas para ese proceso se encuentra detallada en el documento ES2721170(A1). Esto método produce un proceso de eliminación de metal donde la superficie metálica contacta con las partículas, es decir, en los picos de rugosidad, ya que solo en los puntos de contacto hay paso de corriente, generando un proceso de pulido con resultados especulares sin afectar a vértices ni bordes. Esta tecnología ha supuesto una revolución en el sector de los pulidos, ya que permite tratar con excelentes resultados metales como, por ejemplo, hierro, aceros, cromo-cobalto, bronce, titanio, aleaciones de níquel, zinc, etc.
Como el proceso solo se produce en los puntos de contacto, para un pulido homogéneo es de crucial importancia un movimiento relativo de las piezas respecto las partículas de electrolito sólido que asegure que toda la superficie es tratada. Un déficit de movimiento comporta problemas, como resultados no homogéneos (partes expuestas vs partes internas), aparición de "cráteres” en los puntos donde no ha habido movimiento, entre otros. Por ello, esta tecnología requiere una sujeción firme de las piezas de manera individual, ya que estas se mueven en un medio de partículas que no conforman un fluido y producen resistencia mecánica. En la práctica esto se traduce en la necesidad de sujetadores (holders) que constan de pinzas o elementos que ejercen cierta fuerza. Por ello cada pieza precisa de un cierto tiempo de montaje, comprobación y desmontaje del holder. Mientras este puede ser un inconveniente aceptable en piezas individuales y series pequeñas de alto valor añadido, limita la aplicación de este método en caso de producciones industriales en masa.
Para poder extender esta naciente tecnología de electropulidos en seco a la producción industrial de grandes series es necesario superar estas limitaciones con un nuevo sistema que permita procesar gran cantidad de piezas simultáneamente. El principal reto es dotar de conectividad eléctrica a las piezas a pulir sin tener que sujetarlas firmemente una por una y que al mismo tiempo se produzca un movimiento relativo suficiente entre las partículas de electrólito sólido y la superficie de las piezas a pulir. Según nuestro conocimiento hasta la fecha, no existe ningún dispositivo que cumpla con estas características técnicas.
La presente invención proporciona un dispositivo para el pulido de múltiples piezas metálicas sin los inconvenientes de los pulidos abrasivos o los electroquímicos líquidos, ni las limitaciones de los electropulidos con electrolitos sólidos.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar las limitaciones mencionadas anteriormente, esta invención propone un sistema para el electropulido usando partículas de electrolito solido con la capacidad de procesar múltiples piezas simultáneamente.
El punto clave de la invención es el elemento (1) que permite albergar múltiples piezas y las dota de conectividad eléctrica a la vez que es capaz de dejar que produzca un movimiento relativo de las piezas respecto la superficie de las piezas a pulir.
El dispositivo para el electropulido de superficies metálicas mediante electrolitos sólidos objeto de la invención comprende;
• un contendedor (6),
• un elemento (1) capaz de albergar al menos dos piezas metálicas, es decir contener las piezas (2) evitando que puedan salir durante el proceso de electropulido y a la vez permitiendo que estas pueden tener aun cierto movimiento dentro del elemento (1), y dotarlas de conectividad eléctrica mediante un primer electrodo (4a),
• un segundo electrodo (4b),
• una fuente eléctrica (3) conectada al primer electrodo (4a) y (4) al segundo electrodo (4b),
• un medio compuesto de partículas (5) de electrólito sólido en un entorno gaseoso, y • unos medios para producir un movimiento relativo de las partículas (5) respecto las piezas metálicas a pulir (2)
Una visión esquemática básica de la invención puede encontrarse en la Figura 1.
Las piezas (2) a pulir se colocan en el elemento (1) donde contactan con un primer electrodo (4a) conectado a la fuente eléctrica (3). Ésta proporciona una corriente eléctrica que fluye entre las piezas (2) y el segundo electrodo (4b) a través de las partículas del medio (5). El sistema produce un movimiento relativo de las partículas respecto las piezas a pulir. Las partículas (5) no contactan con toda la superficie de la pieza, si no que geométricamente están limitadas a contactar solo en los picos de rugosidad. Solamente en estos puntos de contacto se produce el paso de corriente eléctrica, y solo ahí se producen reacciones redox, que pueden generar óxidos, sales, etc. que las partículas eliminan. De este modo se produce una eliminación selectiva de metal en los picos de rugosidad, produciendo un efecto global de pulido.
El elemento (1) que alberga las piezas está diseñado para que las piezas contacten con un electrodo de material conductor, que está conectado a la fuente eléctrica (3), y para que las partículas del medio (5) tengan contacto, conectividad y movimiento suficiente con las piezas a pulir (2). El electrodo del elemento (1-A) puede ser de metal o polímero conductor. El elemento (1) alberga las piezas a pulir (2) en su interior, es decir, contiene las piezas (2) evitando que puedan salir durante el proceso de pulido y a la vez permitiendo que estas pueden tener aun cierto movimiento dentro del elemento (1). De este modo se evita tener que sujetar individualmente cada una de las piezas, lo que se traduce en una importante reducción del tiempo de trabajo manual.
Para que tenga un tiempo de vida útil prolongado, preferentemente, el electrodo es de un metal resistente a la corrosión eléctrica y química, como acero inoxidable, titanio platinado, titanio iridiado, titanio recubierto de oxido mixto de metales (MMO coated Titanium).
Es posible que el electrodo sea una malla. En ciertas conformaciones el electrodo debe ser una malla de tamaño adecuado que permita el flujo de las partículas, pero que no deje escapar las piezas a pulir.
El elemento (1) puede tener un compartimento para varias piezas o disponer de un compartimento para cada una. Preferentemente el elemento (1) está compartimentado para evitar contactos y marcas entre piezas. Las paredes de los compartimientos pueden ser conductoras extiendiendo así la superficie del primer electrodo (4a) y favoreciendo la conexión eléctrica de las piezas. Esta configuración es adecuada para piezas que, por su geometría, presenten problemas de contacto eléctrico con la base. Alternativamente, las paredes de los compartimentos pueden ser de un material polimérico no conductor siempre y cuando se asegure un contacto suficiente de la pieza con la base que garantice una conectividad eléctrica suficiente.
Las piezas a pulir (2) pueden ser de cualquier metal conductor. Deben contactar con el ánodo del elemento (1) en, como mínimo, un punto para recibir la corriente aplicada. La forma y tamaño de las piezas determinan un movimiento optimo las piezas (2) respecto el medio de partículas (5), así como un diseño optimo del elemento (1).
La fuente eléctrica (3) proporciona una corriente eléctrica al elemento (1) y de opuesto signo a los dos electrodos (4a, 4b).
En el caso más simple, la corriente aplicada es corriente continua, positiva al elemento (1) que actúa como primer electrodo (4a) y negativa al segundo electrodo (4b).
La corriente aplicada también puede ser corriente alterna, alterna rectificada o pulsada. Para tener control sobre la corriente aplicada, preferentemente la fuente eléctrica proporciona una corriente pulsada, de la que se puede regular la duración, y voltaje o intensidad del pulso positivo y negativo, así como de las pausas entre ellos. Preferentemente la fuente contará con un indicador del voltaje e intensidad de la corriente. Los pulsos aplicados dependen del material a pulir, de la geometría y dimensión de las piezas. Por ejemplo, para pulir piezas de acero al carbono se puede usar corriente continua a 12 V. Sin embargo, otros metales requieren el uso de micropulsos. Por ejemplo, para pulir piezas de titanio se puede usar la corriente pulsada siguiente: 10 microsegundos a 0V; 10 microseguntos a 30 V; 10 microseguntos a 0V; 30 microsegundos a -30V.
El primer electrodo (4a) que está conectado al polo eléctrico opuesto del primer electrodo (4a) del elemento (1) que es el que está en contacto con las piezas (2). Durante el proceso de pulido el primer electrodo (4a) se encuentra en el medio de partículas de electrólito solido (5). En este momento, la corriente fluye entre el primer electrodo (4a) y las piezas (2) a pulir a través del medio de partículas (5) de electrólito sólido. El primer electrodo (4a) puede ser de cualquier material conductor. Preferentemente el electrodo es de un metal resistente a la corrosión eléctrica y química, como acero inoxidable, titanio platinado, titanio iridiado, titanio recubierto de oxido mixto de metales (MMO coated Titanium).
El medio conductor en el que se realiza el proceso está compuesto por partículas de electrólito sólido (5) en un medio gaseoso. Estas partículas de electrolito sólido (5) tienen la capacidad de conducir la electricidad de un modo medible y son capaces de eliminar óxidos y sales de la superficie metálica. Preferentemente, las partículas de electrólito sólido están formadas por resinas de intercambio iónico que retienen líquido, ya sea en fase gel o en porosidades. El líquido retenido puede ser neutro, ácido o básico, dependiendo del metal a pulir. En una conformación preferente para pulir aceros, el líquido es una solución al 5 % de ácido metanosulfónico. En una conformación preferente para pulir una aleación de cromo-cobalto, el líquido es una solución al 4 % de ácido sulfúrico. Las partículas pueden tener muchas formas diferentes: esféricas, lenticulares, irregulares, tipo grava, bastoncillos, fibrilares, etc. Preferentemente las partículas tienen una forma que tiende a esférica, lo que facilita el movimiento y la rodadura por encima de la superficie. Preferentemente el diámetro medio de las partículas se encuentra por debajo de los 900 micrometros.
Para aumentar la movilidad del medio de partículas (5) es conveniente el uso de un medio de fluidificación. Preferentemente, se usa vibración para fluidificar el medio. Esta vibración se puede aplicar en uno o en varios puntos como, por ejemplo, en el contenedor (6) que contiene las partículas para mejorar el movimiento general del medio, o bien en el elemento (1) para controlar el tiempo de contacto de las partículas con las piezas. El uso de vibración no excluye el uso de otros métodos de fluidificación.
Para que el proceso de pulido sea exitoso debe existir un movimiento relativo de las piezas a pulir (2) respecto a las partículas (5). Este movimiento debe ser diseñado pensando en la geometría de las piezas y de su posición en el elemento (1). Este movimiento se puede conseguir mediante diferentes sistemas.
En una realización de la invención, el movimiento relativo de las partículas (5) respecto las piezas (2) se puede conseguir con un sistema tipo “reloj de arena”, esquematizado en la Figura 2. En la parte intermedia del contenedor (6) se sitúa el elemento (1) que contiene las piezas (2) y está conectado a la fuente eléctrica (3) a través del primer electrodo (4a). El segundo electrodo (4b) puede estar en la parte intermedia inicialmente por encima de 4a y las piezas, o alternativamente, anclado al contenedor (6). Las partículas están inicialmente en el fondo del contenedor. Hay un sistema motorizado que permite voltear el contenedor (6). Al darse la vuelta se produce una caída de las partículas a través de los elemento que se encuentran en el centro que son al menos el elemento (1) y el primer electrodo (4a). Mientras dura la caída de las partículas, se produce el contacto eléctrico que cierra el circuito entre las piezas conectadas a 4a y el segundo electrodo 4b, lo que produce el efecto de electropulido. Si el segundo electrodo (4b) se encuentra inicialmente encima de las piezas, al producirse el volteo del contenedor (6), el segundo electrodo (4b) se encontrará debajo, y el primer electrodo (4a) por encima. En este caso, el sistema puede tener un control para cambiar la polaridad de los electrodos (4a, 4b).
Opcionalmente el dispositivo comprende un tercer electrodo (4c) situado dentro del contenedor en el lado opuesto al segundo electrodo (4b). El sistema puede tener un control para activar los electrodos adecuados en cada volteo, para asegurar el paso de corriente partiendo del primer electrodo (4a) del elemento (1) a través quede las piezas contacten y llegando o bien el electrodo del elemento (1) y se produzca paso de corriente eléctrica hasta al segundo electrodo o bien al tercer electrodo (4c) dependiendo del movimiento del medio compuesto de partículas (5). El objetivo es tener un electrodo (4b o 4c) que pueda contactar con las partículas (5) antes de que estas lleguen a las piezas (2) en el elemento (1). Es decir, el sistema tiene dos electrodos (4b, 4c) uno en lado superior y otro en el lado inferior del elemento (1) y unos medios de activación y desactivación de los electrodos (4b, 4c) en cada volteo, de modo que solo el electrodo que se encuentra en ese momento en el lado superior está electrificado, de tal manera que se asegura que pueda haber un contacto eléctrico entre las piezas (2), electrificadas por el electrodo (4a), pasando a través del medio en movimiento de partículas (5) hasta el electrodo (4b o 4c) activo en ese momento.
En una realización tipo "reloj de arena”, cuando se produce el volteo puede ser necesario controlar la caída de las partículas, de modo que el paso de partículas a través de (1) se produzca cuando se haya llegado a la posición final.
Para controlar la caída de las partículas (5) se pueden usar varias estrategias. Como puede verse en la Figura 2, preferentemente se controla la caída de las partículas (5) mediante al menos dos placas perforadas (7,8) situadas cada una de ellas entre el segundo electrodo (4b) o el tercer electrodo (4c) y el extremo del contenedor (6) más próximo a dicho electrodo. Los agujeros de las placas perforadas (7,8) preferentemente son circulares con un diámetro entre 2 y 5 veces el diámetro medio de las partículas esféricas. Es decir, para unas partículas con un diámetro medio de 0.7 mm, una placa perforada con agujeros circulares de 2.5 mm seria óptimo. El control de la caída de las partículas (5) a través de las placas perforadas (7,8) se consigue preferentemente aplicando vibración a las placas perforadas (7,8). Después de producirse el volteo del contenedor (6), las partículas se encuentras entre uno de los extremos del contenedor y por encima de una de las placas perforadas (7 o 8). Debido a que las partículas (5) es un material granular, estas apenas caen a través de los agujeros a causa de la formación de arcos, puentes, etc. que impiden que las partículas (5) continúen cayendo a través de los agujeros. Al activar la vibración de la placa perforada (7,8) en contacto con las partículas, estos puentes, arcos, etc. pierden estabilidad y las partículas (5) comienzan a fluir de un modo continuo. Esto permite hacer el procedimiento de volteo completo sin que caiga gran cantidad de partículas hasta haberse obtenido la posición final y haber activado la vibración de la placa perforada (7 o 8) que impide la caída descontrolada de las partículas (5). De este modo se obtiene un tratamiento más homogéneo sobre todas las piezas.
En otra realización de la invención, el movimiento relativo de las partículas (5) respecto las piezas (2) se puede conseguir con un sistema tipo “noria”, esquematizado en la Figura 3. En este sistema uno o varios elementos (1) se encuentran conectados a un eje central en torno al cual pueden girar cuando el sistema está en funcionamiento. Parte del recorrido circular entorno al eje de los elementos (1) transcurre dentro del medio de partículas (5). Los elementos (1) están conectados a la fuente eléctrica (3). El electrodo (4) puede estar en movimiento junto a los elementos (1) o, de manera alternativa, estar alclado al contenedor (6) de las partículas (5).
En otra realización de la invención, el movimiento relativo de partículas respecto a las piezas se consigue con un sistema de “recirculación” de las partículas, como puede verse en la Figura 4. Las partículas (5) son recirculadas desde el fondo del contenedor (6) hasta la parte superior. Esto produce un flujo continuo de las partículas (5). En este flujo se sitúa uno o más elementos (1) conectados a la fuente (3) que contienen las piezas a pulir (2). El segundo electrodo (4b) se sitúa cerca del elemento (1). El dispositivo puede incluir un vibrador para mejorar el movimiento (la fluidez) de las partículas.
En otra realización de la invención, el movimiento relativo de partículas respecto a las piezas se consigue mediante un sistema de “pistones”. En la Figura 5 se muestra como las partículas (5) se mueven mediante un pistón en dirección vertical. También es posible producir este movimiento en dirección horizontal o usar varios pistones para producir el movimiento de las partículas. El elemento (1) con las piezas y conectado a la fuente (3) se sitúa en ese movimiento de partículas. El sistema puede estar compuesto de varios pistones que no trabajen a la vez, si no que realicen movimientos complementarios.
Este sistema puede mejorar los resultados sobre las piezas si se coordina el impulso eléctrico con el periodo de compresión. Sincronizar un impulso eléctrico con el periodo de compresión aumenta la conductividad y asegura una acción homogénea sobre las piezas.
En otra realización de la invención, el medio de partículas (5) puede estar en vibración, pero sin movimiento traslacional, siendo el elemento (1) el que se desplaza a través del medio de partículas. En un contenedor (6) se encuentran las partículas (5) dotadas de vibración en las que se mueve un elemento (1) que retiene a las piezas a pulir (2) conectadas a un electrodo (4a). El movimiento del elemento (1) permite que las partículas contacten en movimiento la superficie de las piezas a pulir. El segundo electrodo (4b) puede estar en movimiento junto con el elemento (1) o anclado en el contenedor (6).
En otra realización de la invención, para generar un movimiento de las partículas, es el uso de un vibrador toroidal o vibrador circular. Este tipo de vibradores produce un flujo circular de las partículas de electrólito sólido (5). En este flujo, debidamente orientado se sitúa uno o varios elementos (1) con las piezas (2), uno o varios electrodos (4), con las correspondientes conexiones a la fuente (3).
En otra realización de la invención, para generar movimiento es un sistema tipo "agitador de pintura”. En este sistema el movimiento de las partículas (5) se consigue mediante una traslación vaivén macroscópica rápida, con rotaciones en diferentes ejes o con una combinación. Este sistema produce el movimiento mencionado a un contenedor (6) que contiene las partículas (5), elementos (1) con las piezas (2) y electrodos (4). Los elementos (1) y (4) están rigidizados respecto las paredes del contenedor (6).
Preferentemente, el elemento (1) consiste en un receptáculo con una base conductora (1-A) en la que se colocan las piezas (2), que está conectada a la fuente (3) y preferentemente dispone de vibración (1-B). Esta base (1-A) es una malla metálica o una placa perforada, que se permite el paso de las partículas (5) a su través y a la vez retiene las piezas a pulir (2).
Para evitar que las piezas tengan un movimiento excesivo, este se puede restringir mediante el uso de diferentes estrategias. Es posible compartimentar la superficie de la malla, para conseguir que en cada compartimento quepa una pieza, o varias piezas que no interfieran entre ellas, esto evita posibles defectos por contacto entre piezas. Las piezas pueden cubrirse manera general con una malla elástica o rígida (1-C) no conductora para que las piezas mantengan una posición y orientación adecuada para el proceso tal y como se ilustra en la figura 6 y 7. El segundo electrodo (4b) puede formar parte de la misma estructura del elemento (1) tal y como se muestra en la figura 8, de este modo se minimiza la distancia entre los electrodos y se obtiene una conductividad mayor. Hay que asegurarse que el segundo electrodo (4b) esté más cerca de las piezas que de la parte conductora (1-A) para que se produzcan los efectos de pulido en las piezas.
Un dispositivo basado en esta invención permite el proceso de pulido de múltiples piezas evitando la necesidad de sujetar individualmente cada una de ellas. Esto abre la puerta a usar el proceso de electropulido en seco a escala industrial, suponiendo una mejora substancial sobre el estado de la técnica actual. Con este dispositivo se puede producir, no solo el pulido, sino también la pasivación y anodización de las superficies metálicas.
Con todo lo expuesto en esta descripción, consideramos que es posible entender el funcionamiento del dispositivo, reproducir la invención, así como comprender las múltiples ventajas de este novedoso sistema.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de esta descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista esquemática básica de la invención.
Figura 2.- Muestra una vista esquemática de una conformación tipo "reloj de arena”.
Figura 3.- Muestra una vista esquemática de una conformación tipo "noria”.
Figura 4.- Muestra una vista esquemática de una conformación tipo "recirculación”.
Figura 5.- Muestra una vista esquemática de una conformación tipo "pistones”.
Figura 6.- Muestra una vista superior de una conformación del elemento (1).
Figura 7.- Muestra una vista lateral de la conformación del elemento (1) de la figura 6.
Figura 8.- Muestra una vista superior de otra conformación del elemento (1).
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A continuación, se describe una realización preferente para pulir discos de acero inoxidable gravados de 40 mm de diámetro por 0.5 mm de altura.
El dispositivo es del tipo "noria” esquematizado en la Figura 3. Dispone de cuatro elementos (1). Cada elemento (1) consiste en 128 compartimentos (8x16) de forma cuadrada pensado para albergar un disco cada uno. Cada compartimento tiene 45 mm de lado y 2 mm de altura, una base de malla de Titanio MMO con una separación de 5 mm. La base de malla está conectada a la fuente eléctrica. Cubriendo todos los compartimentos hay una red removible con una separación de 10 mm que evita que los discos a pulir salgan del compartimento durante el proceso. Por encima de la red, a 10 mm desde la base de malla, se encuentra otra malla de Titanio MMO, que hace las veces de electrodo (4), por lo que se encuentra conectada al polo complementario de la fuente eléctrica.
Cada elemento (1) va equipado con un vibrador. Cada elemento (1) va unido al eje de rotación, y a su vez dispone de un centro de rotación propio. El movimiento final del elemento (1) respecto el centro de rotación puede ser de traslación circular, orbitalario, libre, fijo, etc. El eje de rotación que une a los cuatro elementos (1) es ajustable en cuanto a altura.
La fuente eléctrica (3) es una fuente de pulsos que permite controlar el voltaje y la duración de los pulsos positivo y negativos y las pausas entre ellos. Para pulir los discos de acero inoxidable unos parámetros óptimos son 15 V 300 ms; 0 V 10 ms; 15 V 30 ms; 0 V 10 ms.
Las partículas de electrólito sólido (5) son partículas de gel de poli(estireno-co-divinilbenzeno) esféricas con una distribución de tamaños centrada en 750 pm con una sulfonación correspondiente a 1,7 eq/L. La fracción líquida del gel es una solución de ácido metanosulfónico al 5 %. Las partículas de electrólito están contenidas en un depósito de polipropileno, incluye salidas para poder inyectar gases y líquidos. Dispone de cuatro vibradores para fluidificar el conjunto de partículas.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas mediante electrolitos sólidos caracterizado por que comprende;
    • un contendedor (6),
    • un elemento (1) capaz de albergar al menos dos piezas metálicas, es decir contener las piezas (2) evitando que puedan salir durante el proceso de electropulido y a la vez permitiendo que estas pueden tener aun cierto movimiento dentro del elemento (1), y dotarlas de conectividad eléctrica mediante un primer electrodo (4a),
    • un segundo electrodo (4b),
    • una fuente eléctrica (3) conectada al primer electrodo (4a) y (4) al segundo electrodo (4b),
    • un medio compuesto de partículas (5) de electrólito sólido en un entorno gaseoso, y • unos medios para producir un movimiento relativo de las partículas (5) respecto las piezas metálicas a pulir (2)
    2. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas mediante electrolitos sólidos según reivindicación 1 caracterizado por que el contenedor (6) está cerrado, el medio compuesto de partículas (5) de electrólito no ocupa la totalidad del contenedor (6), el elemento (1) y el segundo electrodo (4b) están situados aproximadamente en el centro del contenedor (6) y se mueven solidariamente con el contenedor (6) y porque y los medios para producir un movimiento relativo de las partículas (5) respecto las piezas metálicas consisten en un actuador que voltea el contenedor (6), de tal manera que cuando el contendor (6) es volteado se produce una movimiento del medio compuesto de partículas (5) de electrólito a través del elemento (1).
    3. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas mediante electrolitos sólidos según reivindicación 2 caracterizado por que comprende un tercer electrodo (4c) situado dentro del contenedor en el lado opuesto al segundo electrodo (4b) y porque el sistema comprende de un control para electrificar o bien el segundo electrodo (4b) o bien el tercer electrodo (4c) según la orientación del contendor (6) de tal manera que las partículas (5) partiendo de la posición superior del contenedor (6) durante su caída contacten con un electrodo (4b o 4c) antes de que estas lleguen a las piezas (2) electrificadas por el electrodo (4a).
    3. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas mediante electrolitos sólidos según reivindicación 2 caracterizado porque comprende al menos dos placas perforadas (7,8) situadas cada una de ellas entre el segundo electrodo (4b) o el tercer electrodo (4c) y el extremo del contenedor (6) más próximo a dicho electrodo.
    5. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según la reivindicación 1 caracterizado por que el medio compuesto de partículas (5) de electrólito sólido no ocupa la totalidad del contenedor (6), y porque los medios para producir un movimiento relativo de las partículas (5) respecto las piezas metálicas a pulir (2) provocan un movimiento del elemento (1) desde dentro del medio compuesto de partículas (5) de electrólito hacia la parte del contenedor que no hay el medio compuesto de partículas (5) de electrólito.
    6. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según la reivindicación 5 caracterizado por que los medios para producir un movimiento relativo de las partículas (5) respecto las piezas metálicas a pulir (2) provocan un movimiento giratorio del elemento (1) entorno a un eje provocando que el elemento (1) se mueva dentro del medio de partículas (5) durante una parte del recorrido entorno al eje.
    7. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según la reivindicación 5 o 6 caracterizado por que el segundo electrodo (4b) se mueve juntamente con el elemento (1).
    8. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según la reivindicación 5 o 6 caracterizado por que el segundo electrodo (4b) se encuentra dentro del medio compuesto de partículas (5) de electrólito.
    9. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según reivindicación 1 caracterizado por que el elemento (1) y el segundo electrodo (4b) se encuentran sumergidos en el medio compuesto de partículas (5) y se mueven solidariamente con el contenedor (6) y los medios para producir un movimiento relativo de las partículas (5) respecto las piezas metálicas consisten en un sistema de recirculación del medio compuesto de partículas (5) des del fondo del contenedor (6) hasta la parte alta del contendor (6) de tal manera que se provoca un movimiento descendiente del medio compuesto de partículas (5) en relación al elemento (1).
    10 Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según reivindicación 9 caracterizado por que comprende un vibrador del contendedor (6) que provoca una mejora en la recirculación de las partículas.
    11. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según reivindicación 1 caracterizado por que el elemento (1) y el segundo electrodo (4b) se encuentran sumergidos en el medio compuesto de partículas (5) y se mueven solidariamente con el contenedor (6) y los medios para producir un movimiento relativo de las partículas (5) respecto las piezas metálicas consisten en un pistón que mueve alternativamente el medio compuesto de partículas (5) en relación con el elemento (1).
    12. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según reivindicación 11 caracterizado por qué durante la etapa de avance del medio compuesto de partículas (5) hacia al elemento (1), la fuente (3) aplica como mínimo un pulso de corriente eléctrica al primer electrodo (4a) y al segundo electrodo (4b), y por qué durante la etapa de retroceso del medio compuesto de partículas (5) respecto al elemento (1) no se aplica corriente eléctrica.
    13. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según reivindicación 1 caracterizado por que el elemento (1) y el segundo electrodo (4b) se encuentran sumergidos en el medio compuesto de partículas (5) y los medios para producir un movimiento relativo de las partículas (5) respecto las piezas metálicas consisten en un actuador que provoca un movimiento del elemento (1) dentro medio compuesto de partículas (5).
    14. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según reivindicación 1 caracterizado por que el elemento (1) y el segundo electrodo (4b) se encuentran sumergidos en el medio compuesto de partículas (5) y se mueven solidariamente con el contenedor (6) y los medios para producir un movimiento relativo de las partículas (5) respecto las piezas metálicas consisten en un vibrador toroidal o vibrador circular que provoca un movimiento circular de las partículas de electrólito sólido (5) dentro del contenedor (6).
    15. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según reivindicación 1 caracterizado por que el elemento (1) y el segundo electrodo (4b) se encuentran sumergidos en el medio compuesto de partículas (5) y se mueven solidariamente con el contenedor (6) y los medios para producir un movimiento relativo de las partículas (5) respecto las piezas metálicas consisten en una traslación del contenedor (6) en vaivén macroscópica rápida, con rotaciones en diferentes ejes o con una combinación de ejes produciendo un movimiento de las partículas de electrólito sólido (5) dentro del contenedor (6).
    16. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el elemento (1) apto para albergar las piezas a pulir (2) comprende una base (1-A) con perforaciones o una malla apta para sustentar las piezas a pulir (2) y permitir el paso de las partículas (5).
    17. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el elemento (1) incluye un elemento vibrador (1-B) que provoca la vibración de las piezas a pulir (2) dentro del elemento (1)
    18. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el elemento (1) incluye múltiples compartimentos con paredes no conductoras de tal manera que las piezas a pulir (2) situadas en compartimientos distintos pueden entrar en contacto eléctrico.
    19. Dispositivo para el electropulido de superficies metálicas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el elemento (1) incluye múltiples compartimentos con paredes conductoras de tal manera que las piezas a pulir (2) situadas en compartimientos distintos pueden entrar en contacto eléctrico.
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