Un grupo de investigación de Escuela de Ingeniería Industrial de la Universidad de León realiza un estudio del comportamiento de diversos materiales en la microfabricación, un proceso por el que se obtienen piezas a escala micrométrica (una milésima parte del milímetro) que se utilizan para fabricar sensores y otras micromáquinas con aplicación en la industria aeronáutica o la Biotecnología, entre otros. Las pruebas se realizan con una de las pocas microfresadoras que se utilizan para investigación en España.
Según explica a DiCYT Julio Labarga, catedrático de la Universidad de León en el área de Ingeniería de Fabricación y responsable de la investigación, la microfabricación se propone construir cualquier pieza de una máquina a escala del micrómetro, es decir, a tallar objetos 1.000 veces más pequeños que un milímetro. Las principales diferencias con respecto a la nanotecnología son, según Labarga, el tamaño (un nanómetro es un millón de veces más pequeño que un milímetro) y la utilización, ya que la nanotecnología se ha venido utilizando fundamentalmente para obtener objetos "planos" o en "dos dimensiones" como por ejemplo los circuitos electrónicos, mientras que la microfabricación talla o fabrica objetos en "tres dimensiones".
"La microfabricación es una necesidad de muchas industrias, desde la aeronáutica o aeroespacial hasta la Biología o la Medicina", comenta el investigador. Así, el grupo de investigación que dirige Labarga colabora con la Escuela Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid para estudiar la microfabricación en el fresado, es decir, la talla de objetos mediante arranque de viruta. Para ello utilizan una microfresadora, una pequeña herramienta con una punta que gira a velocidades de hasta 160.000 revoluciones por minuto mientas la pieza se desplaza en movimientos gobernados por ordenador, con lo que se mecaniza la geometría de la pieza. Sólo ambos grupos de investigación en España disponen de un instrumento similar para sus estudios, según Labarga.
Tres tesis en la Universidad de León
En concreto, en la Universidad de León se estudian los materiales para ver qué posibilidades tienen de ser micromecanizados. Materiales con interés para la aeronáutica como son las aleaciones de titanio, pero también otros como silicio, cuarzo, cerámica o plásticos. "La facilidad para su utilización con esta técnica depende de la afinidad entre la naturaleza del material de la pieza y el de la microherramienta, así como de las condiciones de trabajo", explica Labarga. Así, por ejemplo, "los aceros no se pueden trabajar con una herramienta de punta de diamante porque no son afines con el carbono".
"En microfabricación todo es problemático, desde el manejo de la herramienta hasta el montaje y la medición de las piezas". A nivel micro, "el mecanismo de separación de la viruta es distinto. La herramienta tiende a adherir micropartículas, algo que, si bien a nivel macro puede tener menor importancia, a un nivel mucho menor puede inhabilitar el proceso", asegura el ingeniero. Una de las tres tesis doctorales que se desarrolla en este campo, la de Hilde Pérez García, ha relacionado las fuerzas de corte y los parámetros de corte en microfabricación, estableciendo cómo afectan las velocidades de giro de la herramienta o la alimentación de la máquina en el proceso de conformado y el desgaste de la máquina. Ana Isabel Fernández y Pablo Rodríguez también realizan sus tesis doctorales en esta línea.
Una técnica que procede de la fabricación de piezas para relojes
Los países que más han desarrollado la microfabricación son Estados Unidos y Japón, aunque en Europa comienza a ser prioritaria la investigación en este ámbito, complementaria con la nanotecnología, una técnica más cara y desconocida. Según el catedrático de la Universidad de León en el área de Ingeniería de Fabricación, Julio Labarga, la microfabricación tiene sus precedentes en la construcción de diminutas piezas para relojería, aunque "hoy día la técnica y las dimensiones han variado mucho".
Un equipo internacional de científicos, liderados desde el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, ha creado el primer imán duro de espesor atómico. El avance tiene aplicaciones potenciales en dispositivos tecnológicos que requieren un campo magnético definido, como las memorias RAM de los ordenadores.
En la interfaz entre dos capas rotadas de titanato de bario, con solo unos pocos átomos de espesor, aparecen propiedades que podrían revolucionar la ciencia de los materiales ferroeléctricos y ser útiles en la electrónica e informática del futuro. Los detalles los publican en Nature investigadores de la Universidad Complutense de Madrid.
