Peening Láser: Mejorando Resistencia y Durabilidad del Metal

Qué es el Peening Láser

El peening láser es un proceso metalúrgico donde pulsos de un láser se dirigen sobre la superficie de un objeto metálico para mejorar sus propiedades mecánicas. Es similar al shot peening, que usa bolas diminutas de metal o cerámica para bombardear la superficie. La resistencia a corrosión, resistencia a fatiga, tensiones residuales y resistencia al desgaste pueden mejorarse generalmente con peening láser.

Preparación: Capas de Recubrimiento

Antes del tratamiento, un componente se prepara aplicando dos recubrimientos. Primero, uno opaco al láser, y luego uno transparente. El láser se dirige a través del transparente pero no pasa el opaco.

Mecanismo: Onda de Choque, no Calor

La energía del láser vaporiza una capa del recubrimiento transparente. El vapor queda atrapado entre este recubrimiento y la superficie del componente. Al absorber más energía, se calienta y expande rápidamente en el pequeño espacio atrapado. La presión sube rápido y causa una onda de choque que se propaga en el componente. La onda de choque, no el calor del vapor, causa cambios en las propiedades del material, así que el peening láser es mecánico, no térmico.

Comparación con Shot Peening

Este proceso es similar al shot peening, que usa bolas pequeñas (shot) para crear numerosas indentaciones superpuestas en la superficie. Tales indentaciones forman una capa superficial altamente resistente a modos de fallo mecánico como agrietamiento, corrosión y fatiga. El peening láser tiene resultados similares pero reemplaza los impactos repetitivos del shot con pulsos de luz de láser de alta energía.

Materiales y Aplicaciones

Muchos metales y aleaciones pueden trabajarse: aceros y hierro fundido, aleaciones de aluminio y titanio, y más. Las propiedades mecánicas mejoradas hacen el peening láser deseable para fabricación de piezas de alto coste o donde la resistencia a fatiga es crítica.

Aplicaciones incluyen componentes críticos a fatiga en construcción automotriz o aeronáutica. Componentes difíciles de transportar y mantener como palas grandes de turbinas eólicas pueden mejorarse para maximizar vida útil. Implantes de cadera, que es mejor reemplazar lo menos posible por riesgos quirúrgicos, pueden someterse a este proceso para extender vida útil.

Componentes con peening láser también pueden hacerse más delgados y ligeros por sus características mejoradas. Esto ahorra costes de material en fabricación y también por menores requerimientos energéticos al operar vehículos o maquinaria.