Generalidades
Ablación láser FeatherPulse — documento de referencia
El documento de referencia completo: cómo funciona la ablación selectiva, el FP-300 aplicado a la restauración de superficies de aeronave, la evolución del láser pulsado, por qué importa el haz gaussiano y las listas de comprobación de campo.
Recopilatorio de varios documentos. Cada parte indica su autoría. Los umbrales y parámetros que contiene son valores de partida sujetos a validación sobre probeta.
Material de referencia 2025 · Diseñado para la industria aeroespacial · Aviation Laser Services © 2025
Nota editorial de la edición española. El documento original recopila varios textos de procedencia distinta. Esta traducción incluye los redactados por Aviation Laser Services y la nota de prensa del AFRL, que es obra del Gobierno de Estados Unidos y de libre reproducción.
Queda excluida la sección final del original, un informe de General Lasertronics Corporation (marzo de 2013) sobre la conversión in situ del cromo hexavalente. Ese documento lleva impresa en cada página la advertencia de que contiene información propiedad de dicha empresa, y no corresponde republicarlo traducido. Si necesita ese contenido, solicítelo a su titular.
Parte 1. Cómo funciona la ablación láser
Por Jamie Buturff
El principio de la ablación selectiva
La limpieza láser funciona por ablación selectiva. Se dirige a la superficie un haz láser de alta intensidad cuya energía absorben preferentemente los contaminantes —óxidos, productos de corrosión, pinturas o residuos— y no el sustrato que hay debajo. El material indeseado se calienta rápidamente y se vaporiza o sale expulsado de la superficie.
Pulsado frente a onda continua
El proceso emplea normalmente láseres pulsados, con duraciones de pulso de nanosegundos, picosegundos o femtosegundos, que entregan la energía en ráfagas breves. El funcionamiento pulsado permite controlar con precisión la energía entregada, minimiza la difusión de calor hacia el sustrato y evita así dañar el material base.
Ajuste de la longitud de onda
La eficacia de la limpieza depende de que la longitud de onda del láser case con las características de absorción del contaminante. Eligiendo la longitud de onda adecuada se mejora la eficiencia y se garantiza que el material subyacente queda prácticamente inalterado.
Ventajas en aplicaciones aeroespaciales
- Precisión y selectividad. La limpieza láser alcanza los contaminantes con gran precisión, lo que la hace idónea para componentes complejos o delicados —álabes de turbina, piezas de motor, estructuras de material compuesto— sin afectar al sustrato.
- Proceso sin contacto. Al no haber contacto físico entre la herramienta y el componente, el riesgo de daño mecánico, desgaste o deformación es mínimo. En aeronáutica, donde la integridad del componente es lo primero, esto resulta especialmente relevante.
- Ventaja ambiental. A diferencia de los métodos tradicionales, que dependen de productos químicos o de abrasivos, la limpieza láser no genera residuo peligroso ni exige procesos secundarios de gestión. Es un proceso en seco que reduce el impacto ambiental y la necesidad de tratamientos químicos.
- Eficiencia y automatización. Los sistemas de limpieza láser pueden integrarse en líneas de producción o de mantenimiento automatizadas, con procesos constantes y repetibles. Los sistemas de supervisión y realimentación en tiempo real ajustan los parámetros sobre la marcha y mantienen las condiciones óptimas durante todo el proceso.
Aplicaciones aeroespaciales principales
- Preparación de superficie para recubrimiento o reparación. Antes de repintar, recubrir de nuevo o reparar, la superficie debe estar libre de corrosión, oxidación o recubrimientos antiguos. La limpieza láser retira esas capas y asegura la adherencia correcta del nuevo recubrimiento.
- Mantenimiento de componentes críticos de motor. Piezas como los álabes de turbina trabajan en condiciones severas que provocan acumulación de depósitos y óxidos. La limpieza láser mantiene su eficiencia aerodinámica y prolonga su vida operativa.
- Inspección y control de calidad. Retirar los contaminantes superficiales mejora la precisión de los ensayos no destructivos porque deja a la vista el estado real de la superficie, lo que favorece la detección temprana de defectos.
- Decapado y eliminación de pintura. En aeronaves que entran en repintado o renovación, la limpieza láser es un método eficiente de retirar las capas de pintura existentes sin riesgo de dañar los materiales subyacentes.
Consideraciones y dificultades
- Optimización de parámetros. El éxito exige elegir con cuidado longitud de onda, duración de pulso, densidad de energía y frecuencia de repetición para cada combinación de contaminante y sustrato. Cada aplicación puede requerir un ajuste propio.
- Inversión. Los sistemas láser de alta potencia y la automatización asociada suponen una inversión inicial considerable. Su eficiencia, su precisión y su menor impacto ambiental suelen justificarla con el tiempo.
- Medidas de seguridad. Operar láseres de alta intensidad exige cumplir estrictamente los protocolos de seguridad. El apantallamiento, los enclavamientos y el equipo de protección individual son imprescindibles para proteger al operario de la radiación láser y de riesgos como las partículas proyectadas o los humos.
- Particularidades de cada material. Los materiales aeroespaciales —desde aleaciones de aluminio y titanio hasta materiales compuestos— responden de forma distinta. El proceso debe calibrarse con cuidado para evitar efectos no deseados como el daño térmico o la alteración de la microestructura superficial.
Desarrollos recientes y tendencias
- Láseres de pulso ultracorto. La aparición de los láseres de femtosegundo ha ampliado los límites de la limpieza láser. Entregan la energía en ráfagas extremadamente cortas, lo que prácticamente elimina los efectos térmicos sobre el sustrato y permite una limpieza aún más precisa.
- Integración con robótica e inteligencia artificial. Los sistemas actuales incorporan cada vez más robótica e IA para automatizar el proceso, supervisar la realimentación en tiempo real y ajustar parámetros dinámicamente. Esa integración mejora la eficiencia, la constancia y la seguridad.
Conclusión
La limpieza láser se ha consolidado como una tecnología de ruptura en el sector aeroespacial por ofrecer un método preciso, eficiente y respetuoso con el medio ambiente para la preparación y el mantenimiento de superficies. Su capacidad de retirar contaminantes sin contacto físico y sin productos químicos peligrosos la hace especialmente adecuada para los requisitos exigentes de la aeronáutica. Requiere calibración cuidadosa e inversión, pero los beneficios —desde la mayor vida útil del componente hasta la mejora de los procesos de fabricación y mantenimiento— la convierten en una herramienta valiosa.
Parte 2. Limpieza láser avanzada con el FP-300 para la restauración de superficies de aeronave
Resumen ejecutivo
La restauración de superficies de aeronave es un proceso crítico y de gran carga de trabajo. Los métodos tradicionales —abrasión mecánica, decapado químico y chorreado— presentan riesgo de daño al sustrato, generan residuo peligroso y dan resultados poco constantes.
El FeatherPulse FP-300, un sistema láser pulsado de fibra de 300 W de Aviation Laser Services, ofrece otra vía. Mediante ablación selectiva y microdesprendimiento retira con precisión pintura, imprimación, selladores y corrosión de sustratos de aluminio y de material compuesto sin dañar el material subyacente.
Introducción: las limitaciones de la limpieza convencional
El mantenimiento aeronáutico obliga a retirar meticulosamente recubrimientos y corrosión para respetar los límites del manual de reparación estructural (SRM), asegurar la adherencia de los nuevos recubrimientos y permitir la inspección no destructiva. Los métodos heredados tienen limitaciones importantes:
- Limpieza mecánica: el amolado manual puede rayar el sustrato e incrustar partículas en zonas críticas a fatiga.
- Decapado químico: los disolventes alcalinos o ácidos exigen confinamiento del residuo peligroso y EPI, lo que aumenta el tiempo de inmovilización.
- Chorreado: el abrasivo a alta presión puede provocar delaminación, exige limpieza secundaria y genera contaminantes en suspensión.
Son métodos intensivos en mano de obra, exigentes desde el punto de vista ambiental y a menudo incompatibles con los materiales compuestos actuales.
Especificaciones básicas
| Capa | Anchura de pulso (ns) | Frecuencia (kHz) | Ø del punto (mm) | Fluencia (J/cm²) | Velocidad de barrido (mm/s) | Pasadas | Potencia media (W) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Imprimación epoxi / poliuretano | 80–100 | 25–40 | 0,7 ± 0,1 | 3–7 | 250–400 | 1–2 | ≤ 250 |
| Capa de acabado acrílica | 90–120 | 12–20 | 0,6 ± 0,1 | 17–25 | 120–250 | 2–4 | ≤ 300 |
| Película de óxido anódico | 60–90 | 30–40 | 0,8 ± 0,1 | 1,5–3 | 300–450 | 1 | ≤ 240 |
Principios de funcionamiento
- Ablación selectiva. Los pulsos de nanosegundo vaporizan los contaminantes —pintura, óxidos— mientras el haz se refleja en los sustratos de aluminio y de material compuesto, lo que limita la transferencia de calor por debajo de 120 °C y preserva la integridad del sustrato.
- Microdesprendimiento. Las ondas de tensión inducidas por el láser desprenden los productos de corrosión de las líneas de remaches y de las geometrías cerradas, y dejan una rugosidad Ra ≤ 1 µm tras la limpieza.
Ventajas frente a los métodos convencionales
- Velocidad de eliminación: 400 mm²/min en modo automatizado, frente a 0,05–0,5 mm²/min de los métodos manuales tradicionales.
- Pérdida de metal base: mínima, inferior al 1 % del espesor.
- Rugosidad superficial: Ra 0,8–1,2 µm, idónea para la adherencia del recubrimiento.
- Seguridad del operario: sistema confinado con filtración HEPA y de carbón activo, que elimina la exposición a productos químicos peligrosos y a contaminantes en suspensión.
- Impacto ambiental: cero residuo secundario.
- Disponibilidad para inspección: permite la inspección visual y por corrientes inducidas de forma inmediata, sin pasos de limpieza adicionales.
Seguridad, calidad y certificación
La supervisión por infrarrojos garantiza que la temperatura superficial se mantiene en 120 °C o por debajo, lo que evita la distorsión térmica. La filtración capta el 99,95 % de las partículas (HEPA) y de los compuestos volátiles (carbón activo); los ensayos no detectaron cromo hexavalente durante la eliminación de imprimación de cromato de cinc.
Caso práctico: reparación de picaduras de corrosión
Problema. La reparación tradicional de picaduras en paneles de aluminio 7075 exigía mucha mano de obra y podía superar los límites de espesor.
Con el FP-300:
- cuatro pasadas a 250 mm/s produjeron sólo un 2,1 % de pérdida de metal, frente al 15 % del chorreado;
- la microdureza aumentó un 8,45 % por afino de grano;
- superó los ensayos de adherencia del recubrimiento de conversión MIL-C-81706 dentro de las 8 horas siguientes.
Resultado: proceso un 60 % más rápido, mayor vida útil del componente y aprobación para reparaciones in situ.
Mejoras en el comportamiento del sustrato
- Resistencia a la corrosión. Las capas de óxido nanoestructuradas (MgO / Al₂O₃) mejoran la uniformidad y reducen la densidad de corriente de corrosión un 40 % frente a los métodos mecánicos.
- Calidad de soldadura. La limpieza láser en argón redujo la porosidad de los cordones sobre AA5083 del 9,68 % al 1,59 %.
- Adherencia. La rugosidad superficial y la activación de la capa de óxido mejoran la adherencia de la pintura en torno a un 30 %.
Ventajas económicas y operativas
- Ahorro de mano de obra: un solo operario, frente a equipos de tres a cinco personas en chorreado.
- Menor inmovilización: procesado de superficies grandes de dos a cinco veces más rápido.
- Prolongación de la vida útil: la menor pérdida de metal preserva la vida a fatiga y reduce los costes de sustitución y reparación entre un 20 % y un 35 %.
Cumplimiento y evolución
- Certificación FAA / EASA: conformidad demostrada mediante ensayos del AFRL sobre F-16 y B727.
- Integración robótica: compatible con celdas automatizadas para flujos de trabajo de MRO de alto volumen, repetibles y de precisión.
Parte 3. La evolución del láser pulsado hasta el FP-300
2005 · Primeros láseres de estado sólido de itrio con conmutación Q. Tecnología Nd:YAG (granate de itrio y aluminio dopado con neodimio) en configuración de conmutación Q. Alta potencia de pico —decenas de megavatios—, duraciones de pulso de 5–20 ns y frecuencias de repetición limitadas (1–20 Hz). Se empleaban en marcado de materiales y limpieza superficial básica, con la carga térmica y el control grosero como principales limitaciones sobre sustratos delicados.
2010 · Avances en estado sólido y aparición del láser de fibra. Surgen los primeros láseres de fibra dopados con erbio e iterbio, aunque la mayoría de los sistemas seguían bombeados por lámpara. Frente al Nd:YAG: mayor eficiencia eléctrica, mejor calidad de haz (M² < 1,2) y menos piezas móviles, al desaparecer las lámparas de destello. El control del pulso seguía siendo rudimentario, basado en la conmutación Q con duraciones fijas.
2013 · Comercialización del láser de fibra dopada con iterbio (Yb:fibra). Medio de ganancia de iterbio, con absorción amplia en torno a 915–975 nm y emisión cerca de 1060–1100 nm. Menor defecto cuántico, y por tanto menos calor, y mayor potencial de escalado de potencia, de centenares de vatios a kilovatios. Primeras aplicaciones: micromecanizado de precisión y usos aeronáuticos limitados de decapado.
2015 · Aparición de las arquitecturas MOPA. Un oscilador semilla —pulsos ultracortos de baja energía— seguido de amplificación en varias etapas. Mejoras clave: duración de pulso ajustable, desde decenas de nanosegundos hasta el régimen subnanosegundo y de picosegundos; frecuencia de repetición regulable de kHz a MHz; y alta energía por pulso, de hasta varios milijulios, con excelente calidad de haz. Para aeronáutica, ese control preciso minimiza el daño al sustrato al retirar recubrimientos de estructuras de aluminio o de material compuesto.
2018 · Adopción de los sistemas fibra-MOPA en mantenimiento aeronáutico. Eliminación sin contacto de pintura, imprimación y capas de corrosión; limpieza de álabes de turbina y bordes de ataque sin agua ni productos químicos. Proceso en seco, sin corriente secundaria de residuo; alta selectividad, que respeta el metal base; y menor inmovilización que el chorreado o el decapado químico.
2020 · Desarrollo de la plataforma FeatherPulse. Familia de sistemas de ablación por láser de fibra portátiles y de alta fiabilidad. Configuración MOPA modular, supervisión integrada en tiempo real para garantizar la constancia del proceso y envolvente industrial compacta con opciones de refrigeración sin agua.
2023 · Lanzamiento del FeatherPulse FP-300. 300 W de potencia media a 1064 nm, duración de pulso ajustable de 20 a 200 ns y frecuencias de repetición de hasta 500 kHz. Rendimiento elevado, capaz de decapar hasta 1 m²/h de pintura; cabezal de proceso con transmisión por fibra, que da acceso a geometrías complejas; e interfaz de pantalla táctil con ciclos aeronáuticos preprogramados.
2025 · Por qué el FP-300 encaja en aeronáutica. Precisión y selectividad: los pulsos ajustables permiten retirar recubrimientos orgánicos sin picar el aluminio ni dañar el material compuesto. Eficiencia: la alta potencia media y las altas frecuencias reducen drásticamente el tiempo de proceso. Portabilidad: huella compacta y funcionamiento opcional con batería, que permiten el mantenimiento con el ala montada. Sostenibilidad: ablación completamente en seco, sin residuo peligroso.
Parte 4. Por qué importa el haz gaussiano
Acondicionamiento de la alimentación en un láser fibra-MOPA
Las ventajas de un láser fibra-MOPA sólo se materializan si los diodos de bombeo reciben una alimentación de continua estable y sin ruido.
Sensibilidad de los diodos de bombeo. Los amplificadores de fibra dopada con iterbio dependen de diodos láser que exigen una regulación de tensión ajustada (± 0,5 %) y un rizado bajo (< 50 mV pico a pico) para mantener la estabilidad espectral.
Efectos del rizado y del ruido:
- Deriva de la longitud de onda. Las fluctuaciones de la corriente de diodo desplazan el pico de ganancia, alteran la longitud de onda central y reducen la eficiencia de acoplamiento en las etapas de amplificación.
- Fluctuación de la amplitud del pulso. Una corriente inestable produce variaciones de energía por pulso y compromete la repetibilidad de la profundidad de ablación.
- Variabilidad de la carga térmica. Los transitorios de potencia se traducen en fluctuaciones del disipador, lo que degrada la vida de la fibra y aumenta el mantenimiento.
Haces gaussianos (modo TEM₀₀)
La distribución de intensidad cae a 1/e de su valor de pico en r/w = 1.
Propiedades:
- Máxima calidad de haz: valor de M² muy próximo a 1.
- Enfoque más cerrado: puede concentrarse en el punto más pequeño posible, y ofrece por tanto la mayor irradiancia de pico.
- Divergencia predecible: el haz se expande de forma bien definida, lo que simplifica el diseño óptico.
Relevancia para la ablación:
- Micromecanizado de precisión. La alta intensidad de pico en un punto pequeño permite detalles muy finos y una zona afectada por el calor mínima.
- Distribución de energía constante. Cada pulso deja sobre la pieza una huella gaussiana reproducible.
Haces no gaussianos (multimodo, top-hat, Bessel)
Láseres de fibra multimodo. Muchos láseres de fibra —sobre todo los más económicos o los de alta potencia bombeados por diodo— trabajan en régimen multimodo. El perfil transversal puede presentar moteado, con puntos calientes e intensidad desigual. El M² es bastante mayor que 1, lo que indica peor enfocabilidad.
Perfiles conformados.
- Top-hat: intensidad casi uniforme sobre un perfil de cima plana. Útil cuando interesa ablacionar una franja ancha de manera homogénea.
- Haces de Bessel o de Airy: se generan con óptica especializada; mantienen el foco a lo largo de una profundidad de campo extendida o se reconstruyen alrededor de obstáculos.
Relevancia para la ablación. Hay un compromiso entre rendimiento y precisión: un perfil top-hat retira material más deprisa sobre un área amplia, pero sacrifica resolución de punto. Los puntos calientes de los haces multimodo pueden provocar ablación desigual y riesgo de daño localizado.
Por qué importa en acondicionamiento de superficies aeronáuticas
- Eliminación controlada de material. Los pulsos gaussianos producen un cráter de ablación bien definido, con tensión térmica y mecánica adyacente mínima. Es determinante al retirar pintura o corrosión de revestimientos finos de aluminio o de laminados de material compuesto delicados.
- Transmisión óptica. La arquitectura de fibra MOPA del FP-300 soporta una salida próxima a TEM₀₀ (M² ≈ 1,1–1,3), lo que garantiza una entrega de haz constante a través de tramos largos de fibra y de cabezales articulados, sin introducir moteado.
- Repetibilidad del proceso. Con un haz gaussiano, cada punto de la superficie recibe la misma distribución de energía en cada pulso, lo que se traduce en ciclos de limpieza uniformes y en una certificación más sencilla en un sector regulado como el aeronáutico.
En resumen: gaussiano significa monomodo, con perfil de intensidad en campana, enfoque cerrado, alta intensidad de pico y excelente control. No gaussiano significa multimodo o perfil conformado, con distribución de energía más amplia o desigual, mayor rendimiento por área y menos precisión. Para el mantenimiento aeronáutico —donde hay que retirar recubrimientos de forma selectiva hasta el sustrato desnudo sin pasarse— la salida gaussiana de un láser fibra-MOPA como el FP-300 es la opción clara.
Parte 5. Lista de comprobación de inspección de corrosión y limpieza láser
- ☐ Registrar matrícula de la aeronave, panel o estación estructural, fecha e iniciales del inspector.
- ☐ Verificar los límites de profundidad de corrosión del SRM para ese panel o pieza.
- ☐ Temperatura ambiente 10–35 °C y humedad relativa < 80 %.
- ☐ EPI colocado: gafas láser (1064 nm, DO 6+), guantes de nitrilo, mascarilla, protección auditiva.
- ☐ Enmascarar la estructura y los sensores adyacentes; poner en marcha la extracción de humos.
- ☐ Registrar las lecturas de espesor y rugosidad de partida.
- ☐ Introducir el juego de parámetros en la interfaz:
- anchura de pulso ______ ns · frecuencia ______ kHz · Ø del punto ______ mm
- velocidad de barrido ______ mm/s · pasadas ______
- ☐ Limpiar e inspeccionar la probeta de ensayo (sin fusión, Ra ≤ 1 µm).
- ☐ Limpiar la zona objetivo vigilando la temperatura del sustrato (≤ 120 °C).
- ☐ Comprobación de espesor por corrientes inducidas tras la limpieza (pérdida < 2 %).
- ☐ Ensayo de rotura de película de agua: ¿superado?
- ☐ Aplicar recubrimiento de conversión MIL-C-81706 (TCP) antes de 8 h.
- ☐ Imprimar y aplicar acabado según el esquema de pintura del SRM.
- ☐ Firmar la certificación de mantenimiento y adjuntar fotografías.
Umbrales de origen: fluencia de imprimación 5,09 J/cm², capa de acabado 17,7 J/cm², daño al sustrato 24,8 J/cm². Eliminación de película de óxido 1,43–1,82 J/cm².
Parte 6. Cómo se retira la corrosión por picadura en aluminio aeronáutico
Lista orientada a campo, para aluminio de calidad aeronáutica (2xxx/7xxx, clad y desnudo). Elija el método según la profundidad del daño, su ubicación y el equipo del que disponga.
1. Verifique primero los límites de daño
Consulte el manual de reparación estructural. Si una picadura, o el rebaje que haría falta para eliminarla, dejase el revestimiento o el perfil por debajo del mínimo del SRM —normalmente en torno al 10 % del espesor original, o 0,5 mm sobre un clad de 1,0 mm—, la pieza se repara o se sustituye; no se limpia.
2. Limpieza mecánica — el método por defecto en picadura leve o media
| Paso | Puntos clave |
|---|---|
| Enmascarar y decapar | Decapante alcalino de especificación militar. Nunca decapantes ácidos sobre aluminio. |
| Retirar productos de corrosión | Cepillos de plástico o de fibra de tampico, lana de aluminio o tela de óxido de aluminio de grano 150–240. Nunca cepillos de acero o de cobre, ni carburo de silicio sobre revestimiento clad. |
| Rebajar y difuminar | Difumine la zona limpiada con una relación longitud-profundidad de 20:1; retire el material entre picaduras próximas para que no queden entalladuras aisladas. |
| Medir la profundidad | Compruebe el espesor remanente con comparador o galga de picadura. |
| Acabado | Lije progresivamente hasta grano 400, limpie con disolvente y aplique tratamiento de conversión (cromato o trivalente), imprimación epoxi y capa de acabado. |
A favor: bajo coste, aporte de calor mínimo, ya aprobado en todos los SRM. En contra: intensivo en mano de obra, retira metal base y puede dejar superficies irregulares en áreas grandes.
3. Chorreado con vacío o con abrasivo plástico — para picadura extensa y poco profunda
Baja presión —2,0–2,8 bar sobre clad, 2,8–3,1 bar sobre desnudo— con óxido de aluminio o abrasivo plástico: retira el óxido sin rayar. Por debajo de 1,6 mm de espesor de revestimiento se requiere aprobación de ingeniería.
4. Desoxidación química controlada
Los limpiadores de ácido fosfórico, seguidos de eliminación del residuo y de conversión al cromato o trivalente (MIL-C-81706), son eficaces cuando se puede sumergir o represar la zona. Controle estrictamente el tiempo de contacto y enjuague hasta que la superficie supere el ensayo de rotura de película de agua.
A favor: eliminación uniforme del óxido, sin pérdida de metal. En contra: exige confinamiento, EPI y autorización para la gestión del residuo.
5. Limpieza con láser pulsado de fibra (FeatherPulse de 300 W)
Muy eficaz en picaduras cerradas, líneas de remaches y allí donde no se quiera abrasivo.
| Parámetro | Rango de partida típico para revestimiento 2024-T3 |
|---|---|
| Diámetro del punto | 0,5–1,0 mm |
| Anchura de pulso | 80–120 ns |
| Frecuencia de repetición | 20–40 kHz |
| Fluencia | 2–6 J/cm² |
| Velocidad de barrido | 100–300 mm/s |
| Pasadas | 2–4, terminando con una pasada de «pulido» a baja potencia |
| Temperatura máxima del sustrato | < 120 °C (use termómetro de infrarrojos) |
Por qué funciona. Los pulsos de nanosegundo ablacionan óxido y corrosión por microdesprendimiento; la matriz de aluminio refleja la mayor parte de la energía, de modo que la pérdida de metal base es despreciable. No hay abrasivo ni productos químicos, y el cabezal puede seguir el contorno de los remaches o entrar en el alojamiento del tren. La rugosidad resultante, de Ra 0,8–1,6 µm, es idónea para la adherencia de la imprimación.
Precauciones.
- Manténgase por debajo del umbral de fusión: el reflejo satinado desaparece al llegar al metal base; pare ahí.
- Use extracción de humos con filtros HEPA y de carbón activo (humos de óxido de aluminio).
- Haga primero una probeta y documente la ausencia de pérdida de metal base con una comprobación de espesor por corrientes inducidas antes de tocar la aeronave.
6. Ensanchado local de taladro o refrentado
Cuando las picaduras se limitan a los taladros de fijación, el fabricante suele admitir un escariado a sobremedida con Hi-Lok o una reparación con casquillo, en lugar de sustituir el revestimiento.
7. Protección posterior
- Ensayos no destructivos. Corrientes inducidas o boroscopio, para confirmar que no hay exfoliación ni ataque intergranular ocultos.
- Recubrimiento de conversión. Cromato o trivalente, antes de 8 horas desde la limpieza.
- Imprimación y acabado. Según la especificación de pintura del SRM.
- Selladores y compuestos de protección. Selle los bordes de las juntas y aplique compuesto inhibidor de corrosión en sentinas y alojamientos del tren.
8. Cuándo desechar o proyectar una reparación
- Cuando la profundidad de la picadura, tras el difuminado, supera los límites del SRM.
- Cuando la picadura extensa se acompaña de corrosión intergranular subsuperficial.
- En forjas de alta resistencia o largueros: consulte siempre al titular del certificado de tipo.
Árbol de decisión rápido
- ¿Picaduras pulverulentas leves, de menos de 0,08 mm de profundidad? Cepillado manual, conversión y pintura.
- ¿Picadura media (≤ 10 % del espesor) en revestimiento abierto? Limpieza con láser pulsado de fibra.
- ¿Geometría compleja, líneas de remaches o exigencias ambientales? Limpieza con láser pulsado de fibra.
- ¿Fuera de límites o en elemento crítico? Proyecte una reparación o sustituya la pieza.
Anexo. El AFRL y la eliminación de pintura por láser
Nota de prensa del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de Estados Unidos (AFRL), Dirección de Materiales y Fabricación. Publicada el 6 de febrero de 2018 por Holly Jordan. Base Aérea Wright-Patterson, Ohio. Obra del Gobierno de Estados Unidos.
Ingenieros de Integridad de Materiales del AFRL desempeñaron un papel clave para hacer posible la eliminación de pintura de aeronaves F-16 de forma más segura y eficiente, mediante el sistema robótico de eliminación de recubrimientos por láser recién adoptado.
A petición de la división de ingeniería del centro de gestión del ciclo de vida de la Fuerza Aérea, el equipo investigador aportó su competencia técnica en forma de análisis de probetas, desarrollo y ejecución de procedimientos de ensayo y asesoramiento continuado, a lo largo de un esfuerzo de siete años que reformuló por completo el decapado de determinadas superficies metálicas de aeronave.
En este proceso, un brazo robótico equipado con láser —cartografiado individualmente para cada aeronave— recorre la superficie del vehículo vaporizando la pintura capa a capa. El proceso está completamente confinado: la herramienta aspira todos los residuos y los productos potencialmente nocivos. Un sistema de visión reconoce cuándo el decapado ha alcanzado el punto de parada adecuado. Es un proceso totalmente automatizado que elimina el elemento humano directo, tanto en términos de error como de exposición: los operarios dirigen el trabajo desde una consola en una sala de control contigua.
«Dimos apoyo en todo el espectro y aportamos la competencia técnica necesaria para que pudieran hacer la diligencia de ingeniería debida», explicó Jeff Calcaterra, responsable del equipo de evaluación de materiales estructurales. El proceso planteaba dificultades nunca antes consideradas en el decapado no térmico. Al retirarse la pintura con un láser, el equipo del AFRL tuvo que contemplar un conjunto de factores enteramente nuevo al desarrollar los planes de ensayo y evaluar la solidez estructural de las probetas.
«Teníamos tres áreas que nos preocupaban mucho, porque este es un proceso térmico: la fragilización por cadmio —la formación de intermetálicos en el material—, el daño térmico al propio material y, en tercer lugar, cualquier relajación de la tensión residual por efectos térmicos», explicó. «Nada de esto se considera nunca en los procesos no térmicos».
El decapado es una operación de mantenimiento habitual en aeronaves militares, sobre todo para inspección y repintado. Suele hacerse manualmente, aplicando una solución química, chorreando o raspando y lijando meticulosamente. Son procedimientos lentos, que generan gran cantidad de residuo potencialmente peligroso e intensivos en mano de obra, y exigen equipos de operarios con varios tipos de equipo de protección.
Calcaterra explicó que el decapado por láser es mucho más seguro y reduce notablemente los riesgos ambientales que plantean las pinturas con base de cromo. El proceso automatizado no requiere que los equipos de mantenimiento estén en la zona de decapado y, al estar confinado, el residuo se traslada automáticamente a una zona de recogida, con muy poca limpieza posterior. Además, es más rápido, lo que ahorra horas de trabajo y los costes asociados.
Aunque no todos los materiales son aptos, el sistema está aprobado para determinados tipos de aluminio y de material compuesto de grafito-epoxi con temperatura de servicio superior a 177 °C, que son los que constituyen la superficie exterior del F-16. El sistema robótico de eliminación de recubrimientos por láser ha sido aprobado para F-16 de serie y transferido al complejo logístico aéreo de Ogden, en la base aérea de Hill, donde se incorpora al utillaje de mantenimiento habitual de la plataforma.