Normpartikel – La próxima generación en 3D

Matriz

Las partículas de prueba o normativas se han vuelto imprescindibles en muchas áreas de la tecnología en los últimos años. Su espectro de aplicación cubre, por ejemplo, la validación de la limpieza técnica, pruebas de comportamiento de cortocircuito de componentes electrónicos o el comportamiento de contaminantes particulares en sistemas que transportan fluidos. Hasta ahora, la clasificación de las partículas se limitaba exclusivamente a su longitud debido a la fabricación. Con un nuevo proceso de fabricación desarrollado, las partículas ahora pueden especificarse en las tres dimensiones y con una tolerancia mucho más estricta.

El nuevo proceso de fabricación surgió en el marco de un proyecto de investigación financiado por el Ministerio Federal de Economía y Energía sobre el desarrollo y prueba de una metodología de prueba («fault injection testing») para sistemas E/E, destinada a garantizar la probabilidad de fallo durante la fase de desarrollo del producto. El objetivo de un subproyecto era un tipo de partícula que, además de la caracterización unidimensional previa, pudiera especificarse en las tres dimensiones y cuya tolerancia de fabricación superara claramente el límite anterior de +/- 50 µm. Durante la fase de desarrollo de dos años, los dos socios responsables de la implementación de esta tarea, Spies Lasertechnik GmbH y BIDAG Technologies GmbH & Co. KG, lograron generar un procedimiento de dos etapas que permitió superar con creces los objetivos iniciales.

En la primera etapa del proceso, las partículas se cortan previamente en una matriz. Gracias a la disposición en forma de matriz de las partículas durante el proceso de corte, ya en esta fase de fabricación se realiza una primera fracción preliminar, que permite seleccionar parámetros adecuados para los pasos siguientes. La segunda etapa incluye el postprocesamiento químico de las partículas y una fraccionación precisa. En este proceso de postprocesamiento, las partículas cortadas con láser se individualizan primero, luego se reducen a las dimensiones deseadas y, finalmente, se limpian y pulen químicamente. Con este método, por primera vez se pueden fabricar partículas normativas con precisión en longitud, anchura y altura. La altura de las partículas puede realizarse en escalones de 50 µm, a partir de una altura mínima de 100 µm. La longitud y la anchura de las partículas, en cambio, son libres de determinar. Con el estado actual de desarrollo, las partículas están disponibles en aluminio, acero inoxidable y cobre. Otros materiales se incorporarán en el marco del desarrollo posterior. La tolerancia de fabricación establecida durante la fase de planificación del proyecto de +/- 20 µm se pudo reducir a +/- 10 µm gracias a la fabricación en dos etapas. En comparación con las partículas de prueba originales, las partículas diseñadas de esta manera, debido a su forma tridimensional y sus tolerancias de fabricación estrechas, permiten un espectro de aplicaciones mucho más amplio. Esto incluye principalmente pruebas en áreas donde, por ejemplo, se deben superar distancias en micrómetros o analizar el comportamiento de flujo en canales estrechos, minimizando otros factores influyentes en la medida de lo posible. Como ejemplo clásico, se menciona la prueba del comportamiento de cortocircuito de componentes electrónicos. Además, surgen muchas otras posibilidades de aplicación en diversos sectores. Desde su aparición a principios de año, las partículas ya se utilizan con éxito en sectores como la industria automotriz, la óptica o la tecnología médica. Dado que el nuevo proceso de fabricación permite una dimensión casi libre de las partículas, se recomienda planificar las dimensiones y el material de las partículas con anticipación, en función del uso futuro de las partículas, en colaboración con los expertos de BIDAG Technologies GmbH & Co. KG, quienes comercializan las partículas 3D desde principios de año. La alta demanda y los numerosos comentarios positivos de los usuarios en el campo ya indican la necesidad y el amplio rango de aplicación de las partículas normativas tridimensionales de alta precisión.