PROCEDIMIENTO DE ENDURECIMIENTO POR GRANALLADO SUPERFICIAL MEDIANTE LÁSER, PRODUCTO Y APARATO CON TAL PRODUCTO, USANDO CAPAS DE ABLACIÓN PARA EVITAR LA FORMACIÓN DE PICADURAS DURANTE EL ENDURECIMIENTO POR GRANALLADO SUPERFICIAL MEDIENTE LÁSER.

Un procedimiento de endurecimiento por granallado superficial mediante laser,

que comprende proporcionar una pieza a maquina (12), adherir una primera capa (10) sobre dicha pieza a maquina (12), y adherir una segunda capa (14) sobre dicha primera capa (10), dicho procedimiento comprende:

propagar un pulso de luz laser sobre dicha segunda capa (14), en el que dicho pulso comprendela suficiente densidad de energia como para extirpar una parte de dicha segunda capa (14), expulsando de ese modo un plasma, en el que dicho plasma produce una onda de choque que se propaga sobre dicha primera capa (10) y sobre dicha pieza a maquina (12), endureciendo de ese modo por granallado superficial dicha pieza a maquina (12), en el que dicha primera capa (10) comprende un adhesivo rociado por encima, una pintura, una pintura rociada por encima, una pintura aplicada por inmersion, o una capa de imprimacion de metal caracterizado por que dicha primera capa (10) no contiene huecos que tienen un tamafo de hueco o burbujas que tienen un tamafo de burbuja que son al menos lo bastante grandes como para producir, bajo la influencia de dicha onda de choque, al menos una picadura que tiene untamafode picadurano aceptableº en el que dicho tamafo de burbuja o dicho tamafo de picadura comprenden 10 micrometros en diametro.

Procedimiento de endurecimiento por granallado superficial mediante laser, producto y aparato con tal producto, usando capas de ablacion para evitar la formacion de picaduras durante el endurecimiento por granallado superficial mediante laser La presente invencion se refiere a un procedimiento de endurecimiento por granallado superficial mediante laser y a un producto de acuerdo con el preambulo de las realizaciones 1 y 15 respectivamente (vease, por ejemplo, el documento US 5 674 328) , y mas especificamente, esa se refiere a tecnicas para la aplicacion de una capa ablativa que no dara lugar a la formacion de picaduras al realizar un endurecimiento por granallado superficial mediante laser. Descripción de la técnica relacionada El uso de una capa de ablacion en el endurecimiento por granallado superficial mediante laser se conoce bien. Vease, por ejemplo, la patente de los Estados Unidos con n.D 4.937.421 y el documento de C. S. Montross y col., que se discuten brevemente a continuacion. En la patente de los Estados Unidos con n.D 4.937.421, titulada "Laser peening and method", se describe un aparato y procedimiento de endurecimiento por granallado superficial mediante laser para endurecer por granallado superficial una pieza a maquina utilizando un haz de laser. El sistema incluye una lamina alineada con una superficie de la pieza a maquina que va a endurecerse por granallado superficial y la emision de luz coherente de efecto laser sobre la superficie de lamina alineada. La lamina absorbe energia a partir del haz y una parte de la lamina se evapora, lo que crea un plasma caliente en el interior de la lamina. El plasma crea una onda de choque que pasa a traves de la lamina y endurece por granallado superficial la superficie de la pieza a maquina. En un documento a nombre de C. S. Montross y col., titulado: "The influence of Coating on Subsurface Mechanical Properties Of Laser Peened 2011–T3 Aluminium", Journal of Material Science 36 (2002) 1.801 a 1.807, se analiza un revestimiento ablativo sacrificatorio tal como una pintura o una lamina de m etal para su uso para proteger el componente de aluminio con respecto de la superficie que se funde por el pulso de laser, lo que afecta de forma adversa a la longevidad a la fatiga. Este documento, usando una indentacion de nivel nanometrico, analiza el efecto de los revestimientos de pintura y de lamina sobre la propagacion de la onda de choque en el interior de la probeta de aluminio y el cambio resultante en las propiedades mecanicas frente a la profundidad. Cerca de la superficie, se determino que la dureza se aumento por el endurecimiento por granallado superficial mediante laser, no obstante, este proceso disminuyo el modulo elastico medido. Se determino que la densidad de energia del pulso de laser y las propiedades de la lamina incluyendo su adhesion a la aleacion de aluminio tuvieron influencia en el cambio en las propiedades mecanicas de superficie. La patente de los Estados Unidos con n.D 5.674.328 ensefa un procedimiento de endurecimiento por granallado superficial mediante choque por laser de una parte metalica activando un laser sobre una superficie de endurecimiento por granallado superficial mediante choque por laser de la parte que se ha cu bierto de forma adhesiva por una ci nta que tiene un medio ablativo, preferiblemente, una cinta autoadherente con una capa de adhesivo a un lado de una capa ablativa y un medio de confinamiento sin hacer fluir una cortina de confinamiento de fluido por encima de la superficie sobre la que el haz de laser se ha activado. Se proporciona un movimiento continuo entre la parte y el haz de laser a la vez que se activa de forma continua el haz de laser, que de forma repetida emite pulsos entre periodos relativamente constantes, sobre una superficie de endurecimiento por granallado superficial mediante choque por laser de la parte. Usando un haz de laser con una potencia suficiente para evaporar el medio ablativo de tal modo que los pulsos forman unos puntos de haz de laser sobre la superficie y una zona que tienen unas tensiones de compresion residuales profundas impartidas por el proceso de endurecimiento por granallado superficial mediante choque por laser al extenderse al interior de la parte a partir de la superficie. El medio de confinamiento puede suministrarse por medio de (nica capa de cinta que tiene una capa transparente por encima de la capa ablativa o un recubrimiento o espesor de los recubrimientos de una cinta mas grueso con solo una capa ablativa en la que el espesor adicional proporciona el medio de confinamiento. La patente de los Estados Unidos con n.D 5.932.120 ensefa un procedimiento de endurecimiento por granallado superficial mediante choque por laser de un objeto de motor de turbina de gas activando de forma continua un haz de laser estacionario, que de forma repetida emite pulsos entre periodos relativamente constantes, sobre una parte del objeto con un haz de laser de baja potencia, del orden de 3 a 10 julios, para evaporar material sobre la superficie de una parte de una parte fabricada de un metal duro y resistente, tal como una aleacion de titanio. Unos pulsos de laser alrededor de pequefos puntos de haz de laser, de un diametro del orden de 1 mm, se usan para evaporar material sobre la superficie de la parte del objeto formandose los pulsos alrededor de puntos de haz de laser por medio del haz de laser sobre la superficie y formando una zona que tiene unas tensiones de compresion residuales profundas al extenderse al interior del objeto a partir de la superficie de choque por laser endurecida por granallado superficial. Haciendo fluir una cortina de agua por encima de la superficie sobre la que el haz de laser se ha activado a la vez que se desplaza preferiblemente el objeto hasta que la superficie endurecida por granallado superficial de choque por laser se cubre completamente por puntos de haz de laser al menos una vez. La superficie puede

revestirse con un r evestimiento a blativo tal como una pi ntura que es adecuada para pr oducir el pl asma o la superficie puede dejarse sin pintar y el metal del objeto se usa para producir el plasma.

La patente de los Estados Unidos con n.D 6.440.254 ensefa un procedimiento para unir una capa de material a un sustrato en el que un haz de laser se usa para generar calor en un area local sobre el material compuesto. El calor que procede del haz de laser activa un adhesivo para unir la capa al sustrato. Alternativamente, el calor que procede del haz de laser funde localmente uno u otra o ambos del sustrato y la capa para crear la union. Cuando la union se crea a lo largo de un trayecto cerrado, el calor que procede del laser puede tambien dar lugar a que la capa salga volando del sustrato. La invencion puede usarse para una variedad de fines tales como la creacion de caracteristicas decorativas en tarjetas de felicitacion para darle a estas un aspecto y un tacto novedosos.

La Publicacion de Solicitud de Patente International con n.D WO/2001/096619 ensefa un proceso para revestir una parte que va a endurecerse por granallado superficial mediante laserque mejora la efectividad del proceso de endurecimiento por granallado superficial mediante laser.Una capa de material de revestimiento se coloca sobre la superficie de metal para absorber la luz laser y para aislar el metal con respecto al calor del plasma. En un proceso de revestimiento por inmersion que emplea un polimero estrechado por disolvente, la parte que va a revestirse se limpia, se sumerge yse vuelve a sumergir en el interior deyse retira de una disolucion de disolvente/polimero. Ajustando de forma adecuada la viscosidad de la disolucion y la presion de vapor (temperatura) del disolvente, puede obtenerse un revestimiento muy uniforme de la parte. El p roceso es rapido, cura con rapidez y el revestimiento se exfolia con facilidad despues del procesamiento.

En el proceso de endurecimiento por granallado superficial mediante laser, un laser de alta potencia se hace incidir sobre una superficie de metal, extirpando una delgada capa superficial, lo que crea un plasma y como consecuencia un choque intenso. Este choque intenso deforma de forma plastica el material y da como resultado una capa a compresion de tension residual en la superficie. Para evitar el contacto del plasma caliente con la superficie de metal, una capa o capas de material se aplican a la superficie de sustrato para actuar como una fuente de material de ablacion y para proporcionar un aislamiento con respecto al calor del plasma. Este plasma es la fuente de una onda de choque que se forma y como consecuencia endurece por granallado superficial el material. Originalmente se usaba pintura como la capa de ablacion pero la pintura no tiene suficiente resistencia a la traccion como para evitar que se deforme por esfuerzo cortante localmente cuando el choque comprime... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de endurecimiento por granallado superficial mediante laser, que comprende proporcionar una pieza a maquina (12) , adherir una primera capa (10) sobre dicha pieza a maquina (12) , y adherir una segunda capa (14) sobre dicha primera capa (10) , dicho procedimiento comprende:

propagar un pulso de luz laser sobre dicha segunda capa (14) , en el que dicho pulso comprendela suficiente densidad de energia como para extirpar una parte de dicha segunda capa (14) , expulsando de ese modo un plasma, en el que dicho plasma produce una onda de choque que se propaga sobre dicha primera capa (10) y sobre dicha pieza a maquina (12) , endureciendo de ese modo por granallado superficial dicha pieza a maquina (12) , en el que dicha primera capa (10) comprende un adhesivo rociado por encima, una pintura, una pintura rociada por encima, una pintura aplicada por inmersion, o una capa de imprimacion de metal caracterizado por que dicha primera capa (10) no contiene huecos que tienen un tamafo de hueco o burbujas que tienen un tamafo de burbuja que son al menos lo bastante grandes como para producir, bajo la influencia de dicha onda de choque, al menos una picadura que tiene untamafode picadurano aceptableº en el que dicho tamafo de burbuja o dicho tamafo de picadura comprenden 10 micrometros en diametro.

2. El procedimiento de la realizacion 1, en el que dicha segunda capa (14) es opaca a la longitud de onda de dicho pulso de luz laser.

3. El procedimiento de la realizacion 1, en el que dicha segunda capa (14) comprende una pluralidad de capas.

4. El procedimiento de la realizacion 1, en el que dicha segunda capa (14) comprende una lamina de metal.

5. El procedimiento de la realizacion 4, en el que dicha lamina de metal comprende un adhesivo.

6. El procedimiento de la realizacion 1, en el que dicha segunda capa (14) comprende una cinta.

7. El procedimiento de la realizacion 6, en el que dicha cinta comprende un adhesivo.

8. El procedimiento de la realizacion 6, en el que dicha cinta comprende una cinta de metal.

9. El procedimiento de la realizacion 8, en el que dicha cinta de metal comprende una cinta de aluminio.

10. El procedimiento de la realizacion 1, en el que dicha primera capa (10) comprende un adhesivo rociado por encima.

11. El procedimiento de la realizacion 1, en el que dicha primera capa (10) comprende una pintura.

12. El procedimiento de la realizacion 1, en el que dicha primera capa (10) comprende una pintura rociada por encima.

13. El procedimiento de larealizacion 1, en el que dicha primera capa (10) comprende una pintura aplicada por inmersion.

14. El procedimiento de la realizacion 1, en el que dicha primera capa (10) comprende una capa de imprimacion de metal.

15. Un producto, que comprende:

una pieza a maquina (12) que va a endurecerse por granallado superficial mediante laserº una primera capa (10) que se adhiere a la pieza a maquina (12) que va a endurecerse por granallado superficial mediante laserº y una segunda capa (14) que se adhiere adicha primeracapa (10) , en el quedichaprimeracapa (10) comprende un adhesivo rociado por encima, una pintura, una pinturarociada por encima, una pintura aplicada por inmersion, o una capa de imprimacion de metal estando dicho producto caracterizado por que: dicha primera capa (10) no contiene huecos que tienen un tamafo de hueco o burbujas que tienen un tamafo de burbuja que son al menos lo bastante grandes como para producir, bajo la influencia de una onda de choque de una densidad de energia especificada, al menos una picadura que tiene un tamafo de picadura no aceptableº en el que dicho tamafo de burbuja o dicho tamafo de picadura comprenden 10 micrometros en diametro.

16. Un sistema que comprende:

un producto tal como se recita en la realizacion 15º comprendiendo ademas el sistema unos medios para propagar un pulso de luz laser sobre dicha segunda capa (14) , en el que dicho pulso comprendela suficiente densidad de energia como para extirpar una parte de dicha segunda capa (14) , expulsando de ese modo un plasma, en el que dicho plasma produce dicha onda de choque que se propaga sobre dicha primera capa (10) y sobre dicha pieza a maquina (12) , endureciendo de ese modo por granallado superficial dicha pieza a maquina (12) .

17. El producto de la realizacion 15, en el que dicha segunda capa (14) es opaca a la longitud de onda de dicho pulso de luz laser.

18. El producto de la realizacion 15, en el que dicha segunda capa (14) comprende una pluralidad de capas.

19. El producto de la realizacion 15, en el que dicha segunda capa (14) comprende una lamina de metal.

20. El producto de la realizacion 19, en el que dicha lamina de metal comprende un adhesivo.

21. El producto de la realizacion 15, en el que dicha segunda capa (14) comprende una cinta.

22. El producto de la realizacion 21, en el que dicha cinta comprende un adhesivo.

23. El producto de la realizacion 21, en el que dicha cinta comprende una cinta de metal.

24. El producto de la realizacion 23, en el que dicha cinta de metal comprende una cinta de aluminio.

25. El producto de la realizacion 15, en el que dicha primera capa (10) comprende un adhesivo rociado por encima.

26. El producto de la realizacion 15, en el que dicha primera capa (10) comprende una pintura.

27. El producto de la realizacion 15, en el que dicha primera capa (10) comprende una pintura rociada por encima.

28. El pr oducto de l a r ealizacion 15, en el qu e dicha primera capa (10) comprende una p intura apl icada p or inmersion.

29. El producto de la realizacion 15, en el que dicha primera capa (10) comprende una capa de imprimacion de metal.