ES2960821T3 - Dispositivo y método para el recubrimiento selectivo de vapor de un sustrato - Google Patents

Abstract

Un dispositivo (1) para usar en una operación de recubrimiento, preferiblemente en forma de carrusel giratorio alrededor de un eje central (L), que comprende una estructura de soporte (5) a la que se fija una protección, la protección tiene varias aberturas de retención. (19), cada uno diseñado de tal manera que a través de cada una de las aberturas de retención (19) se puede pegar un objeto a tratar de modo que una primera porción de cada objeto se extienda desde el protector hacia el área de deposición de recubrimiento, mientras que una segunda porción de cada El objeto se extiende desde la protección hasta un área protegida donde no puede tener lugar ninguna deposición de recubrimiento, mientras que dicha área protegida es un espacio hueco común (13) que aloja conjuntamente una pluralidad de segundas porciones. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y método para el recubrimiento selectivo de vapor de un sustrato

DISPOSITIVO Y MÉTODO PARA EL RECUBRIMIENTO SELECTIVO DE VAPOR DE UN SUSTRATO

La invención se refiere a un accesorio para uso en un proceso de recubrimiento por deposición física de vapor de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Está diseñado para el recubrimiento sincrónico de sustratos que requieren únicamente un recubrimiento parcial. Un proceso de este tipo se lleva a cabo preferentemente en una cámara de depósito de una máquina de recubrimiento PVD.

Además, la invención se refiere a una máquina de recubrimiento PVD equipada con dicho accesorio, y a un método para el recubrimiento PVD utilizando el accesorio inventivo.

LOS ANTECEDENTES TÉCNICOS

Los motores de turbina de gas de aviones, helicópteros y vehículos todo terreno a menudo funciona en un entorno polvoriento donde las palas del rotor del compresor de la turbina de gas y las palas del estator, denominadas colectivamente "palas de turbina", están expuestas a medios erosivos tales como arena. Esto también afecta a los aviones civiles, que a veces tienen que gestionar la subida de cenizas volcánicas arrastradas por las corrientes en chorro justo debajo de la zona estratosférica. En tales casos puede producirse una erosión mecánica perjudicial. Además, las palas de la turbina aguas abajo pueden estar excesivamente expuestos al gas de combustión caliente. Por lo tanto, son propensos a sufrir sobrecarga térmica y/o corrosión.

Como remedio se deben aplicar de manera individual sobre cada pala de turbina recubrimientos de material duro resistentes a la erosión y/o recubrimientos reductores de la carga térmica y/o la corrosión, como por ejemplo TiN, TiCN, TiZrN, TiZrCN, TiAlN y TiAlCN. Un método típico para la aplicación de tales recubrimientos de materiales duros es la deposición física de vapor por arco catódico con todas sus variedades.

Las palas de turbina normalmente se pueden dividir en dos porciones, a saber, una primera porción que forma la verdadera lámina de aire y una segunda porción, denominada porción de zócalo. Se utiliza para fijar la pala de la turbina al disco o parte del rotor del motor. La porción de zócalo forma típicamente una cola de milano para encajarse en ranuras de cola de milano complementarias en la porción de disco o rotor del motor. El área de la cola de milano no está completamente expuesta al flujo de aire o a la carga térmica. Por lo tanto, no hay necesidad de proteger el área de la cola de milano contra efectos erosivos, térmicos o corrosivos perjudiciales. De lo contrario. Después de un largo período de tiempo o de girar a altas velocidades, las paredes de cola de milano presentan un fenómeno relacionado con la fatiga denominado fricción. Se ha descubierto que el desgaste se ve exacerbado por los recubrimientos aplicados a la porción de la lámina de aire. Por esa razón, existe la necesidad de recubrir dichas palas de turbina selectivamente de modo que su porción de zócalo permanezca libre de recubrimiento.

Para otros sustratos distintos de las palas de turbina puede haber una demanda similar de recubrimiento selectivo.

EL ESTADO DE LA TÉCNICA

Para proporcionar la deposición de recubrimiento deseada sobre la lámina de aire mientras se protege la parte del zócalo de la pala de turbina que se va a recubrir, el documento EP 1907598 propone lo siguiente:

Se proporcionan una o más protecciones. Cada protección tiene una serie de aberturas de retención diseñadas de manera que a través de cada una de las aberturas de retención se pueda insertar un pala de turbina. En resultado, la lámina de aire de cada pala de turbina se extiende desde la protección hasta el área de deposición de recubrimiento, mientras que la porción de zócalo de cada pala de turbina se extiende desde un área protegida dentro de la protección donde no puede tener lugar ninguna deposición de recubrimiento.

El documento EP 1 907 598 enseña que para cada porción de zócalo el área protegida está diseñada como un compartimento individual completamente cerrado. Dicho compartimento es un espacio hueco completamente dentro de la protección, cuyas paredes abrazan completamente la porción de zócalo único.

Para ello, la protección está diseñada como un sándwich triple, al menos, como se ilustra en la figura 1. El sándwich triple se compone de una placa base que forma el fondo cerrado del compartimento individual, una placa intermedia con una abertura de retención en forma de ventana que forma las paredes laterales del compartimento y una placa de bisel que forma la tapa del compartimento con una salida para la porción de lámina de aire que sombrea la porción del zócalo.

Dichas protecciones están montadas en un accesorio en forma de carrusel, como se ilustra en la figura 2. El carrusel, a su vez, está situado dentro de la cámara de proceso de la máquina de recubrimiento, que también se ilustra en la figura 2. Se pueden ver fácilmente los objetivos circulares fijados en las paredes laterales de la cámara de la máquina de recubrimiento. Entre los objetivos que actúan como cátodo y las paredes de la cámara que actúan como ánodo o al menos un ánodo separado arde un arco. El material evaporado por el arco se acelera en dirección radial hacia el interior hasta el carrusel que transporta los sustratos (normalmente bajo polarización negativa), condensándose en lo sucesivo sobre los sustratos. El material evaporado no puede penetrar en cada uno de los espacios huecos que alojan un zócalo, ya que éstos están completamente cerrados. Otras técnicas anteriores relevantes se describen en documentos de patente. DE 102015 105169 A1 y US 2013/149450 A1.

De esta manera se consigue un recubrimiento preciso con una protección muy fiable.

EL OBJETO DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la invención es enseñar un accesorio para realizar dicho recubrimiento selectivo que permita ciclos de proceso más cortos mientras que el accesorio es más simple y por lo tanto más económico en sí mismo.

LA SOLUCIÓN INVENTIVA

Para resolver este problema, de acuerdo con la reivindicación 1 se propone un accesorio particular para su uso en una operación de recubrimiento, preferiblemente en forma de carrusel, giratorio alrededor de un eje central. El accesorio comprende una estructura de soporte a la que una protección se fija de manera desmontable.

La protección tiene varias aberturas de retención. Las aberturas de retención, y preferiblemente todas las aberturas de retención, están diseñadas de tal manera que a través de cada una de las aberturas de retención se pueda pegar un único sustrato. Una primera porción de cada sustrato se extiende desde la protección hasta el área de deposición del recubrimiento. También se mantiene separado de los sustratos vecinos a recubrir mediante la abertura de retención. De esta manera se garantiza un recubrimiento muy uniforme.

Una segunda porción de cada objeto se extiende desde la protección hasta un área protegida situada detrás de la protección, es decir, en la parte posterior de la protección. Detrás de la protección, los medios ubicados en ese lado de la protección que está desviada hacia la superficie de la protección están colocados cara a cara con uno o más objetivos. En dicha zona situada detrás de la protección, que es el "área protegida", no puede tener lugar ninguna deposición de recubrimiento.

Dicha zona protegida es un espacio hueco. Preferiblemente, la zona protegida es un único espacio hueco, en la mayoría de los casos con al menos 0,03 m3 de volumen continuo.

A este espacio hueco pertenece cada hendidura en la parte trasera de la protección, que aloja la segunda porción de un sustrato y que está asegurada contra una deposición no deseada por el bisel formado en la protección. Se comunica con el resto del espacio hueco a través de una sección transversal libre mínima que es en todas partes igual o mayor que la sección transversal libre máxima de la abertura de retención asignada.

En cada caso, el espacio hueco aloja conjuntamente una pluralidad de segundas porciones, sin que las segundas porciones estén separadas entre sí por paredes o "encajonadas" individualmente.

"Encajonado" individualmente significa que las segundas porciones se mantienen separadas entre sí con todos los lados de una segunda porción encerrados por paredes.

Normalmente, el único espacio hueco tiene forma tubular. Preferiblemente, el eje longitudinal de dicha forma tubular se extiende coaxial o al menos paralelo al eje longitudinal del carrusel, si lo hay. Esta forma tubular está confinada por la parte posterior de la protección. La protección, por su parte, es infinita en su dirección circunferencial.

Dado que una pluralidad de segundas porciones está alojada dentro de un mismo espacio hueco protegido, la carga y descarga de los sustratos se puede lograr mucho más rápido, en comparación con el "encajonamiento" individual de cada segunda porción de los sustratos como impartido por el estado de la técnica.

Además, se reduce la complejidad de la protección o de las placas de protección.

Finalmente, es posible utilizar la protección ya en la fase de preparación del sustrato, por ejemplo, para mantener los sustratos en su lugar durante el arenado. En efecto, la construcción más sencilla de acuerdo con la invención conlleva un riesgo mucho menor de que los granos residuales del arenado sean transportados involuntariamente a la cámara de recubrimiento. Esto hace que el proceso sea mucho más rápido, ya que ya no es necesario cargar y descargar los sustratos hacia y desde diferentes dispositivos: uno para el arenado y otro, limpio, para el recubrimiento.

OPCIONES PARA EL AVANCE DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con la invención, la estructura de soporte posee un tubo central. Dicho tubo, si no es circular, lo mejor es que tenga una sección transversal que sea poligonal. El tubo está rodeado, es decir, rodeado por la protección (exterior). Limita - junto con la protección - dicha área protegida en la forma del espacio hueco común que forma el espacio intermedio entre la protección (exterior) y el tubo central. En otras palabras, en este caso el tubo central forma parte de la protección, protegiendo el espacio hueco de la deposición de vapor no deseada.

Preferiblemente, la estructura de soporte comprende una primera y una segunda brida que se extienden radialmente desde el tubo central. Dichas bridas forman una base para la fijación de la protección o placas de protección que forman la protección multiparte. De esta manera es posible un montaje muy rápido y ajustado en todo momento de la protección o de las placas de protección que la forman.

En la mayoría de los casos, las bridas están interconectadas por varias barras de soporte. Las propias barras de soporte entran en contacto directamente con la protección. De este modo se consigue un soporte firme y geométricamente exacto de la protección desmontable o de las placas de protección. De esta manera se ahorra tiempo durante el montaje y desmontaje de la protección o placas de protección que se requiere una vez durante cada ciclo.

De acuerdo con la invención, la protección está formada por varias placas de protección. Normalmente, cuando están en posición lista para la operación de deposición, las bridas laterales de dos placas de protección directamente adyacentes en dirección circunferencial sellan conjuntamente dicho espacio hueco, con o sin participación de una barra de soporte. Por obturación se entiende aquí que se impide una deposición del recubrimiento en el espacio hueco.

Preferiblemente, las placas de protección son - idealmente en ambas superficies principales - paneles planos, en su totalidad o al menos esencialmente. Básicamente significa que las protuberancias locales son irrelevantes siempre que se formen superficies de apoyo planas.

Es ventajoso que la circunferencia antes mencionada de dichas bridas forme un polígono con varias bases/soportes planos para la fijación de las placas de protección.

Una solución muy preferida propone una protección que comprende un soporte de base con varias ventanas. En dicho soporte de base están montadas varias placas adaptadoras intercambiables. Las placas adaptadoras sirven para cerrar parcialmente las ventanas en el soporte base, excepto las aberturas de retención previstas en las placas adaptadoras. Las placas adaptadoras permiten una adaptación muy eficaz de la protección a diferentes geometrías de sustrato. Ya no es necesario fabricar una protección completamente nueva. Es suficiente prever placas adaptadoras con una abertura de retención personalizada. Preferiblemente, una placa adaptadora se puede montar y desmontar sin herramientas en o desde la placa base, idealmente en diferentes posiciones de giro. Sin herramientas significa sin soldar, soldar ni remachar e idealmente sin accionar tornillos ni herramientas de prensa. En su sentido más estricto, sin herramientas significa con las manos "desnudas" llevando nada más que una pinza.

Para ello, el perímetro exterior de la placa adaptadora es preferentemente redondo. De esta manera la placa adaptadora se puede montar en posiciones muy diferentes. Esto facilita la colocación de la primera porción del sustrato en una orientación óptima, es decir, en una orientación que garantiza un resultado óptimo con respecto al resultado de la deposición. Para este fin también se puede considerar un perímetro cuadrado, triangular o hexagonal de la placa adaptadora, aunque menos versátil.

Se prefiere asignar un elemento de resorte a una abertura de retención. El elemento de resorte está diseñado para contribuir a la inmovilización del sustrato pegado a través de la abertura de retención. El objetivo es una inmovilización del sustrato con respecto a la abertura de retención.

Una variante muy preferida prevé un anclaje especial del elemento de resorte. El anclaje a la placa base está realizado de tal manera que el elemento de resorte contribuya a la inmovilización del sustrato a recubrir, así como a la inmovilización de la placa adaptadora respecto al soporte base. Esto acelera la colocación de los sustratos si se deben recubrir pequeñas series de diferentes sustratos.

Preferiblemente, la protección o la placa de protección - o una placa adaptadora de dichos componentes - es un sándwich de una placa frontal que forma la porción de bisel de cada abertura de retenedor y una placa posterior que forma la porción de retención de cada abertura de retenedor.

Preferiblemente, el área de contacto entre la placa frontal y la placa posterior está sellada de modo que no puedan introducirse residuos o agentes de limpieza sólidos/fluidos (como polvo para arenado) entre las placas.

LA LISTA DE FIGURAS

La figura 1 muestra una placa de protección de acuerdo con el estado de la técnica.

La figura 2 muestra una cámara de deposición equipada con un accesorio de acuerdo con el estado de la técnica.

La figura 3 muestra una realización de una estructura de soporte de acuerdo con la invención sin protección ni placas de protección.

La figura 4 muestra la estructura de soporte de acuerdo con la figura 3 con una placa de protección ejemplar que se va a montar.

La figura 5 muestra la estructura de soporte de acuerdo con la figura 3 completamente equipada con placas de protección, es decir, en condiciones listas para la deposición de un recubrimiento.

La figura 6 muestra una vista ampliada de la parte posterior de una placa de protección llevada por la estructura de soporte de acuerdo con la figura 5.

La figura 7 muestra una vista ampliada de la parte superior de la parte frontal de la placa de protección mostrada en la figura 6.

La figura 8 muestra una vista de una segunda realización alternativa de una placa de protección de acuerdo con la invención.

LA PRIMERA REALIZACIÓN PREFERIDA

DESCRIPCIÓN GENERAL

Las figuras 3 a 5 ofrecen una descripción completa de un accesorio 1 inventivo.

El accesorio 1 lleva una protección que está compuesta aquí por varias placas de protección 2. Cada una de las placas de protección 2 lleva - preferentemente - una serie de palas de turbina 3. Desde cada una de las palas de turbina 3 sólo es visible la verdadera lámina de aire 4, que forma la llamada primera porción y se extiende en dirección radial hacia afuera en la cámara de deposición, lista para el recubrimiento por deposición.

En las figuras 3 a 5 no se muestran los casquillos de las palas de turbina 3, que forman las denominadas segundas porciones que están protegidas contra la deposición. Este accesorio 1 que lleva los sustratos como palas de turbina 3 está colocado en la cámara de deposición de una máquina de deposición que puede diseñarse y funcionar de la misma manera que ya se explica por medio de la figura 2 para el estado de la técnica.

LA ESTRUCTURA DE SOPORTE

La figura 3 muestra la estructura de soporte 5 a la que se pueden unir las placas de protección 2.

La estructura de soporte 5 está configurada preferentemente como carrusel giratorio. La estructura de soporte 5 comprende un tubo central 6. Normalmente, el tubo central 6 tiene una superficie circunferencial completamente cerrada, al menos esencialmente. Los pequeños agujeros locales, utilizados con fines de fijación, no son perjudiciales.

Preferiblemente, en el interior del tubo central, están alojados los cojinetes y quizás el accionamiento para girar todo el accesorio 1 alrededor de su eje longitudinal L. De este modo se protegen los cojinetes y, en su caso, el accionamiento contra sedimentaciones perjudiciales.

Desde el tubo central 6 se extienden al menos una primera brida 7 y una segunda brida 8 en dirección radial hacia afuera. Las bridas 7, 8 están unidas a los extremos opuestos del tubo 6.

Dichas bridas 7, 8 podrían diseñarse como placas cerradas, aunque esto no es obligatorio. En este caso particular, las bridas 7, 8 están diseñadas con ventanas 11 para ahorrar material y peso. La existencia de dichas ventanas 11 no es perjudicial siempre que estén situadas fuera de la zona de intrusión del vapor.

Como se puede ver, la circunferencia de cada brida 7, 8 está configurada preferentemente como un polígono o, idealmente, como un hexágono o un octógono. Por qué se prefiere esto quedará claro más adelante.

Las bridas 7 y 8 pueden estar interconectadas por medio de barras de soporte 9. Normalmente, las barras de soporte hacen contacto con las placas de protección 2 cuando éstas se colocan en su posición de trabajo, es decir, listas para su deposición. Preferiblemente, junto con las barras de soporte 9, las superficies planas 12 en la circunferencia de las bridas 7, 8 forman en la mayoría de los casos un marco rectangular para recibir de forma apretada la parte posterior de una placa de protección 2. La expresión "forma de apriete" no significa una estanqueidad hermética. Es suficiente una estanqueidad contra la entrada de vapor en dirección radial. Incluso una ranura puede proporcionar tal estanqueidad si forma una especie de laberinto que bloquea el camino recto en dirección radial.

Como se puede ver en las figuras 3 o 4, se pueden proporcionar uno o más soportes intermedios 10. Los soportes intermedios evitan que las barras de soporte 9 sean perjudicialmente propensas a vibrar. Los soportes intermedios 10 pueden diseñarse en forma de varilla, como se muestra en las figuras 3 o 4. Se prefiere esto.

Alternativamente, los soportes intermedios 10 podrían diseñarse como placas continuas, incluso sin ventanas. De esta manera se dividiría el espacio hueco 13 a modo de "mamparo" en, por ejemplo, dos subsecciones, cada una de las cuales alojaría varias segundas porciones. Esto no se muestra aquí y no es preferible, pero se menciona para evitar elusiones.

Como se puede ver mejor comparando las figuras 3 y 4, el accesorio 1 puede estar equipado con placas de pie 14a que sobresalen radialmente y quizás también con placas de cabeza comparables 14b. Dichas placas, en su caso, pueden contribuir a la fijación o posicionamiento de las placas de protección 2.

Como material para la construcción de la estructura de soporte 5 se utiliza preferentemente un acero austenítico, por ejemplo, como EN 1.4301, o un acero ferrítico resistente a la corrosión, como por ejemplo EN 1.4622.

EL ESPACIO HUECO DE LAS JUNTAS QUE SE PROTEGE

A la luz de lo que se ha explicado anteriormente, se reconoce que las placas de protección 2 agrupadas estrechamente en dirección circunferencial alrededor del tubo central 6 confinan junto con el tubo central 6 (en el área entre las bridas 7, 8) una unión espacio hueco 13. Este espacio hueco es aquí el espacio intermedio radial entre las placas de protección 2 y el tubo central 6.

Dicho espacio hueco está protegido contra la intrusión de vapor.

En él se alojan conjuntamente varias o, como en este caso, todas las segundas porciones de los sustratos que se están procesando, en el caso de palas de turbina, todos sus casquillos que no pueden recibir un recubrimiento. Preferiblemente, dicho espacio hueco, asignado entre dichas dos bridas 7, 8, tiene un volumen de más de 0,01 m3. En la mayoría de los casos el volumen es un espacio hueco en el rango entre 0,03 m3 a 1 m3. Normalmente, el espacio hueco tiene una forma (total o esencialmente) tubular, formando el espacio hueco la "pared" imaginada de dicho tubo, que preferentemente tiene en todas partes un espesor radial entre 0,08 m y 0,3 m.

EL DISEÑO DE LA PROTECCIÓN

Como ya se mencionó anteriormente, la protección podría ser teóricamente una única camisa que está envuelta con la distancia radial requerida alrededor del tubo central 6.

Sin embargo, un diseño de este tipo sería inconveniente para la mayoría de los fines de aplicación. Por esa razón, se prefiere que varias placas de protección 2 formen juntas la protección en forma de una camisa que se envuelve alrededor del tubo central 6 como se mencionó anteriormente.

Preferiblemente, cada una de las placas de protección 2 está diseñada como se describe en la figura 6. La figura 7 ilustra cómo un pala de turbina 3, que forma el sustrato a recubrir aquí, se fija a dicha placa de protección 2 "lista para recubrir".

Como se puede ver fácilmente, cada placa de protección 2 procesa preferiblemente entre 3 y 15 aberturas de retención 19. Cada una de las aberturas de retención 19 está diseñada de tal manera que el sustrato que se va a recubrir se puede pegar a través de la abertura de retención 19, consulte la figura 7.

En la mayoría de los casos, dicha placa de protección 2 es una placa (total o esencialmente) plana con dos superficies principales 15, dos superficies laterales 16 y dos superficies frontales 17. Normalmente, el área superficial de cada una de las dos superficies principales 15 es al menos siete veces mayor que el área superficial de cada una de las superficies laterales 16 y las superficies de la frente 17. Normalmente, el área superficial de cada una de las dos superficies laterales 16 es al menos 5 veces mayor que el área superficial 17 de cada una de las superficies de la frente. Este diseño otorga una apariencia de tira a la placa de protección.

Preferiblemente, cada una de las placas de protección 2 está formada por un sándwich de una placa de sujeción 18 y una placa de bisel 21 que se superponen con una de sus superficies principales 15. Esto se puede ver mejor en la figura 7.

La placa de sujeción 18 lleva, individualmente para cada sustrato a recubrir, una abertura de retención 19. La abertura de retención 19 tiene la forma de la ventana que atraviesa la placa de sujeción 18. La abertura de retención 19 procesa las paredes laterales 20 hechas a medida para los sustratos individuales a recubrir. Las paredes laterales 20 abrazan la segunda porción del sustrato a recubrir de forma ajustada. Ésta es una condición previa para mantener el sustrato a recubrir en una posición exactamente definida.

Como se desprende de la figura 6, la ventana que atraviesa la placa de sujeción 18 no está cerrada por una cubierta, sino que permanece abierta hacia el único espacio hueco inventivo.

La placa de bisel 21 lleva, individualmente para cada sustrato a recubrir, una ventana que forma un bisel. Para ello, dicha ventana es más pequeña que la ventana que atraviesa la placa de sujeción 18. Cada una de dichas ventanas de la placa de bisel 21 está colocada de manera que quede alineada con la ventana asignada que pasa a través de la placa de sujeción 18. La placa de bisel 21 protege la segunda porción contra el acceso del vapor que se genera en la cámara de proceso.

En muchos casos, la placa de sujeción 18 y la placa de bisel 21 están apretadas entre sí. Esto hace posible utilizar la placa de protección 2 no sólo durante la deposición de vapor.

En lugar de ello, una placa de protección 2 de este tipo ya se puede utilizar durante la preparación de los sustratos, para sujetarla firmemente, por ejemplo, durante el arenado. Si las dos placas se aprietan entre sí, no existe riesgo de que el material residual del arenado pueda ser transportado involuntariamente a la cámara de deposición, donde sería perjudicial.

Dicho apriete se realiza preferentemente soldando dichas dos placas entre sí, en algunos casos sobre toda la superficie de las dos superficies principales en contacto de las placas. Una soldadura preferida para soldar es una soldadura a base de Ag u otra soldadura que sea térmicamente estable incluso bajo carga con temperaturas de más de 500°C y que también sea resistente a la corrosión.

Para inmovilizar la segunda porción del sustrato a recubrir dentro de la ventana de la placa de sujeción 18, se proporciona un elemento de resorte 22. Preferiblemente, a cada una de dichas ventanas en la placa de soporte 18 está asociado un elemento de resorte 22 propio.

Como se puede ver fácilmente en la figura 6, el elemento de resorte 22 está configurado aquí como un resorte de lámina que presiona la segunda porción de sustrato en dirección perpendicular a la superficie principal 15 de la placa de protección.

Preferiblemente, el elemento de resorte 22 tiene una porción principal 23 en forma de V con dos patas 24 en forma de gancho que se extienden desde la misma. La parte principal 23 en forma de V presiona contra la segunda porción del sustrato. Cada una de las patas en forma de gancho 24 se puede encajar a presión en un orificio de fijación 25 previsto para tal fin en la placa de sujeción 18 en al menos dos lados de cada ventana de la misma. Como se puede ver, cada orificio de fijación 25 está cubierto por la placa de bisel 21 contra el acceso directo del vapor a la cámara de deposición.

Como alternativa a dichos orificios de fijación 25, se pueden proporcionar bridas que se extiendan desde la superficie 15 de la placa de protección. Estas bridas se explicarán con mayor detalle más adelante. Sin embargo, por razones de coste se prefieren los orificios de fijación, ya que, por ejemplo, se pueden perforar fácilmente.

Se ha demostrado que es especialmente ventajoso fabricar los resortes a partir de un acero resistente a la fluencia y/o resistente a temperaturas superiores a 500 °C. Un material ideal es Nimonic 90.

Preferiblemente, la placa de sujeción 18 está equipada con elementos de ajuste de forma para fijar de forma desmontable la placa de protección 2 a la estructura de soporte 5.

Uno de estos elementos de ajuste de forma, preferiblemente el superior, puede realizarse como una garra colgante en forma de C o como una protuberancia en forma de T, como se muestra en las figuras 6 y 7. El saliente en forma de T también se puede enganchar en la estructura de soporte. El otro de estos elementos de ajuste de forma, preferiblemente el inferior, puede realizarse como una protuberancia en forma de lengüeta para fijar a presión la placa de protección 2 a la estructura de soporte 5 o para hacer clic en la estructura de soporte 5, véase la figura 6.

Preferiblemente, la propia placa de bisel 21 no incorpora dicha garra colgante, dicha protuberancia en forma de T o dicha protuberancia en forma de lengüeta, véase la figura 7.

Con respecto al material utilizado para la protección o placas de protección 2 se aplica lo dicho anteriormente con respecto a la estructura de soporte 5.

OTRA REALIZACIÓN PREFERENTE

Excepto por las diferencias que se explican a continuación, la segunda realización preferida es idéntica a la primera realización preferida explicada anteriormente. Por este motivo, todas las explicaciones anteriores para la primera forma de realización se aplican también a la segunda forma de realización, siempre que no se mantengan las características especiales que se describen a continuación.

La diferencia sorprendente de la segunda realización preferida es que para esta realización se utilizan placas de protección 2 más versátiles, como se muestra en la figura 8.

Una placa de protección 2 correspondiente comprende un soporte de base 26. El soporte base 26 lleva varias ventanas. Además, se montan varias placas adaptadoras 27 en el soporte base 26 para cerrar dichas ventanas parcialmente. Las placas adaptadoras se montan preferentemente en la parte trasera protegida del soporte base. La única novedad que queda a continuación en la zona de la citada ventana es la abertura del retenedor

19 proporcionada en cada una de las placas adaptadoras 27.

La ventaja es que se puede utilizar el mismo soporte 26 para recubrir sustratos muy diferentes.

Para adaptar el soporte 26 a los diferentes sustratos a recubrir, no se requiere nada más que placas adaptadoras personalizadas correspondientemente. Esto reduce drásticamente los costes de fabricación, así como los costes de almacenamiento, ya que ya no es necesario almacenar placas de protección 2 completas, sino sólo las placas adaptadoras 27, mucho más pequeñas.

Preferiblemente, a cada sustrato individual está asignada una única placa adaptadora 27.

Las propias placas adaptadoras 27 están diseñadas con respecto a su abertura de retención 19 preferentemente de acuerdo con lo descrito anteriormente.

También en este caso se prefiere fabricar las placas adaptadoras en forma de sándwich, preferiblemente sólo con dos capas. Un sándwich de este tipo se compone de una placa frontal que forma una placa de bisel y una placa posterior que forma una placa de soporte, como ya se describió para la primera forma de realización. La placa de soporte forma paredes laterales en las que se aloja la segunda porción de forma adaptada. Preferiblemente, la placa de bisel y la placa de soporte se aprietan entre sí, en la mayoría de los casos mediante soldadura como se explicó anteriormente.

Preferiblemente, la circunferencia exterior de las placas adaptadoras 27 está diseñada de tal manera que las placas adaptadoras 27 se pueden montar en el soporte de base 26 en diferentes posiciones de rotación, es decir, por ejemplo, en la posición de las 6 en punto, la posición de las 9 en punto o en la posición de las 12 en punto, todo relacionado con una línea ortogonal a la ventana en el soporte base 26.

De esa manera es posible ajustar la orientación de la primera porción del sustrato dentro de la cámara de deposición de acuerdo con sea necesario para el caso individual, es decir, para obtener un resultado de recubrimiento optimizado.

La variante más preferida de las placas adaptadoras 27 tiene una circunferencia exterior circular, no mostrada en las figuras. Una placa adaptadora de este tipo puede montarse en el soporte base en cualquier posición de giro necesaria. Alternativamente son posibles otras placas adaptadoras con circunferencia cuadrática, triangular, hexagonal o poligonal. Estas placas adaptadoras también se pueden montar en diferentes posiciones de giro, aunque no de forma tan versátil.

La placa adaptadora 27 mostrada en la figura 8 tiene una circunferencia rectangular. Por ese motivo siempre hay que montarlo en la misma posición.

Para apoyar el posicionamiento y la fijación de las placas adaptadoras 27, se proporcionan varias bridas 28 en el soporte de base 26. Preferiblemente, las bridas 28 guían dos lados circunferenciales opuestos de una placa adaptadora 27 de forma ajustada. De esa manera se asegura que el posicionamiento de cada placa adaptadora 27 sea preciso.

Cada una de las bridas 28 sirve para anclar el elemento de resorte 22. Preferiblemente, el elemento de resorte 22 está diseñado como ya se explicó en relación con la primera forma de realización. Si se utiliza un elemento de resorte 22 de este tipo, cada pata 24 del elemento de resorte 22 puede encajarse en una brida 28.

De esta manera el elemento de resorte 22 ejerce presión sobre la segunda porción del sustrato a recubrir. De este modo se presiona la segunda porción del sustrato a recubrir en la abertura de la placa adaptadora 27. Al mismo tiempo, el conjunto de la placa adaptadora 27 y el sustrato a recubrir se presionan por completo contra el soporte base 26.

Preferiblemente, cada placa adaptadora 27 está equipada con dos entrantes laterales 29. Cada ranura 29 aloja una parte de una pata del elemento de resorte 22, cuando está montado. De este modo, la placa adaptadora 27 queda asegurada mediante un ajuste de forma adicional contra un deslizamiento fuera del soporte base 26 o (en este caso) contra un deslizamiento fuera de la guía proporcionada por las bridas 28.

Como se ve claramente en la figura 8, la gran ventaja de este diseño es que para fijar sincrónicamente el sustrato a recubrir y la placa adaptadora no se necesita nada más que tensar un único elemento de resorte. Dicho más exactamente, no es necesario nada más para fijar todo el conjunto que encajar las dos patas del elemento de ballesta 22 aquí utilizado.

Para completar, hay que decir que es una opción utilizar aquí también los orificios de fijación 25 conocidos de la primera realización, en lugar de las bridas 28.

LISTA DE NÚMEROS DE REFERENCIA

1 accesorio

2 placas de protección

3 palas de turbina

4 pala de aire/porción de la pala de aire de la pala de la turbina

5 estructura de soporte

6 tubos centrales

7 primera brida

8 segunda brida

9 barra de soporte

10 soporte intermedio

11 ventana en la brida

12 superficie plana de una brida

13 espacio hueco

14a placa de pie

14b placa de cabeza

15 superficie principal de la placa de protección

16 superficies laterales de la placa de protección

17 superficies frontales de la placa de protección

18 placa de sujeción

19 apertura de retenedor

20 paredes laterales del compartimento

21 placa de bisel

22 elemento de resorte

23 porción principal

24 patas en forma de gancho

25 orificios de fijación

26 portador de base

27 placa adaptadora

28 pestaña

29 rebaje para alojamiento de resortes en una placa adaptadora

L eje longitudinal

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un accesorio (1) para usar en una operación de recubrimiento, que comprende

una estructura de soporte (5) a la que se fija una protección,

la protección tiene varias aberturas de retención (19), cada una diseñada de tal manera que

a través de cada una de las aberturas de retención (19) se puede pegar un objeto a tratar

de modo que una primera porción de cada objeto se extienda desde el protector hacia el área de deposición del recubrimiento,

considerando que una segunda porción de cada objeto se extiende desde la protección hacia un área protegida donde no puede tener lugar ninguna deposición del recubrimiento,

caracterizado por que

las placas de protección están agrupadas en dirección circunferencial alrededor de un tubo central (6) que define un espacio hueco de unión (13)1,

porque dicha zona protegida es el espacio hueco común (13) que aloja conjuntamente una pluralidad de segundas porciones,

que la estructura de soporte (5) posee el tubo central (6) que está rodeado por la protección y que confina junto con él la zona protegida en forma del espacio hueco común (13)2,

que la protección está formada por una pluralidad de placas de protección (2), con bridas laterales de placas de protección (2) directamente contiguas que sellan entre sí - con o sin participación de la barra de soporte (9) - el área protegida en forma de común espacio hueco (13) cuando las placas de protección (2) están en posición lista para la operación de deposición3.

1 página de descripción 12, pre-último párrafo

2 reivindicación original 2

3 reivindicación original 5

2. Un accesorio (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la estructura de soporte (5) comprende una primera (7) y una segunda bridas (8) que se extiende desde el tubo central (6), formando dichas bridas (7, 8) una base para la fijación de la protección o placas de protección (2).

3. Un accesorio (1) de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que las bridas (7, 8) están interconectadas por barras de soporte (9) que entran en contacto directamente con la protección.

4. Un accesorio (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las placas de protección (2) son paneles planos.

5. Un accesorio (1) de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado por que dicha circunferencia de dichas bridas (7, 8) forma un polígono con varias bases planas para la fijación de las placas de protección (2).

6. Un accesorio (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la protección comprende un soporte base con varias ventanas y varias placas adaptadoras montadas en el soporte base (26) para cerrar las ventanas excepto las aberturas de retención (19) previsto en las placas adaptadoras (27).

7. Un accesorio (1) de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que se puede fijar una placa adaptadora (27) a la placa base (26) en diferentes posiciones de giro, mientras que la circunferencia exterior de la placa adaptadora (27) es preferentemente redonda para ese objetivo.

8. Un accesorio (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que a una abertura de retención (19) está asociado un elemento de resorte (22), que está diseñado para inmovilizar el objeto atrapado a través de la abertura de retención (19).

9. Un accesorio (1) de acuerdo con la reivindicación 8 junto con una de las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado por que el elemento de resorte (22) está anclado, al menos cuando está tensado, al soporte base (26) de tal manera que el elemento de resorte (22) contribuye a inmovilizar el objeto a recubrir, así como la placa adaptadora (27) con respecto al soporte base (26).

10. Un accesorio (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la protección o la placa de protección (2) o una placa adaptadora (27) de dichos componentes es un sándwich de una placa frontal que forma la porción de bisel de cada abertura de retención (19) y una placa posterior que forma la porción de retención de cada abertura de retención (19), estando sellada preferiblemente el área de contacto entre la placa frontal y la placa posterior, de modo que no puedan introducirse residuos o agentes de limpieza entre las placas.

11. Máquina de recubrimiento por deposición física de vapor con accesorio (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.

12. Método para el recubrimiento físico por deposición de vapor, caracterizado por que para sujetar los sustratos se utiliza un soporte (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, mientras que los sustratos a revestir primero se pegan a través de placas de protección (2), a continuación los sustratos se someten a un proceso de limpieza mientras son retenidas por dichas placas de protección (2), a continuación las placas de protección (2) con los sustratos retenidos se montan en dicho accesorio (1), que a su vez está o estará colocado en la cámara de deposición, más adelante se lleva a cabo la deposición física de vapor.