Tratamiento del agua para procesos de revestimiento por electrodeposición catódica

El revestimiento por electrodeposición catódica se aplica con mayor frecuencia en la industria del automóvil para proteger las carrocerías y los componentes de los vehículos contra la corrosión. En el sector de la automoción, suele servir como primera capa del proceso de pintado primario, actuando como imprimación que proporciona una gran adherencia y resistencia a la corrosión en superficies metálicas. Además, debido a su capacidad para lograr una cobertura uniforme y completa incluso en piezas de formas complejas, este método ha encontrado amplias aplicaciones en diversas industrias.

Por ejemplo, el revestimiento por electrodeposición catódica se utiliza en maquinaria agrícola y de construcción, chasis y componentes de camiones y autobuses, electrodomésticos y bienes de consumo duraderos, cuadros eléctricos y equipos de conmutación, mobiliario metálico de oficina, equipos de jardinería, componentes de la industria naval, elementos de fijación (como pernos y tuercas) y muchos otros campos. En estas industrias, el revestimiento por electrodeposición catódica se ha convertido en un proceso crucial para mejorar la resistencia de las piezas a las condiciones atmosféricas (como la humedad y el agua salada) y proporcionar una protección duradera contra la corrosión.

Por ejemplo, las piezas de acero, aluminio o magnesio recubiertas con revestimiento de electrodeposición catódica pueden resistir al menos 1.000 horas en pruebas de niebla salina y pueden proporcionar de 6 a 12 años adicionales de resistencia a la oxidación en aplicaciones del mundo real. Debido a esta protección superior, el revestimiento de electrodeposición catódica puede utilizarse solo, especialmente en aplicaciones como la protección de chasis y bajos, donde se suele aplicar imprimación de "electrodeposición catódica negra". Sin embargo, a menudo se complementa con capas de acabado como pintura húmeda o revestimiento en polvo, formando un sistema de revestimiento completo.

¿Qué es el recubrimiento por electrodeposición catódica?

El revestimiento por electrodeposición catódica, también conocido como revestimiento electroforético, es un método de protección de superficies basado en el principio de depositar partículas de pintura sobre una superficie conductora con ayuda de la corriente eléctrica (). Este método permite que las partículas de resina y pigmento suspendidas en un baño de pintura líquida se acumulen como una película uniforme sobre la superficie metálica con el efecto de la corriente continua aplicada. Aunque la primera patente de pintura electroforética se recibió en 1917, sus aplicaciones industriales comenzaron a mediados del siglo XX. Especialmente en la década de 1960, se empezaron a aplicar técnicas de electrocapa anódica (anoforesis) en piezas pequeñas, pero debido a que el ánodo es una pieza, se observaron problemas de disolución y corrosión en la superficie metálica. La tecnología de electro-revestimiento catódico (cataforesis), que se desarrolló para eliminar estos problemas, fue introducida como instalación comercial por PPG Industries (EE.UU.) en 1970 y se utilizó por primera vez en la industria del automóvil en 1975 (). En 1978, se pintó la primera carrocería de coche en Europa con imprimación por cataforesis (planta de Chrysler en Francia) y el proceso se ha desarrollado rápidamente desde entonces. Hoy en día, la pintura por cataforesis se ha convertido en una tecnología de protección contra la corrosión ecológica (sin metales pesados), económica y superior. Las pinturas de cataforesis modernas se han desarrollado para ser más respetuosas con el medio ambiente (por ejemplo, sin plomo) y tener un bajo contenido en compuestos orgánicos volátiles (COV) que las generaciones anteriores. Además, la eficacia y el rendimiento del proceso de recubrimiento han aumentado continuamente a lo largo de los años; por ejemplo, las garantías anticorrosión de las carrocerías de automóviles, que eran de unos 6 años en los años 80, han aumentado ahora a 10-12 años.

Pasos del proceso de recubrimiento por electrodeposición catódica

El proceso de recubrimiento por electrodeposición catódica se considera generalmente en tres etapas principales: (1) Preparación de la superficie , (2) Aplicación del electro-recubrimiento (cataforesis) , (3) Curado (horneado) . A continuación se explican los detalles y sub-etapas de estas etapas.

Preparación de la superficie (limpieza y fosfatado)

Antes de iniciar el proceso de revestimiento por electrodeposición catódica, la superficie de las piezas debe prepararse adecuadamente. La preparación de la superficie tiene como objetivo eliminar residuos como aceite, suciedad, polvo, óxido y capas de óxido que pueda haber en la pieza y hacer que la superficie sea adecuada para el revestimiento. Un proceso típico de preparación de superficies incluye baños químicos de varias etapas:

Desengrasado (limpieza alcalina): En el primer paso, las piezas se limpian con productos químicos detergentes/alcalinos en una o varias etapas para eliminar la capa de aceite y suciedad que tienen. Este proceso puede realizarse por pulverización y/o inmersión. Por ejemplo, en una línea de cataforesis de automoción, pueden utilizarse consecutivamente baños de desengrase por pulverización e inmersión.

Aclarado: Después del desengrase, las piezas se aclaran con agua para eliminar los productos químicos de limpieza y la suciedad disuelta. Normalmente, el primer aclarado se realiza con agua de la ciudad, seguido de un segundo aclarado con agua desionizada (DI).

Activación: Antes del recubrimiento de fosfato, se aplica un baño de activación para promover la formación de una capa de fosfato homogénea y cristalina fina sobre la superficie metálica. La activación suele realizarse con una solución de baja concentración que contiene titanio o níquel y mejora la nucleación de la reacción de fosfatado.

Fosfatado (revestimiento de conversión): Paso fundamental en la preparación de superficies, las piezas suelen sumergirse en un baño de fosfato de zinc o fosfato de hierro para formar una capa de conversión de fosfato insoluble en la superficie metálica. El fosfatado de zinc se utiliza ampliamente en aplicaciones en las que se requiere una alta resistencia a la corrosión, como la automoción, y deja una fina capa cristalina de fosfato de zinc en la superficie. Esta capa proporciona una superficie rugosa y reactiva que aumenta significativamente la adherencia y la resistencia a la corrosión de la pintura de cataforesis.

Pasivación (pausa) y aclarados: Después del fosfatado, las piezas se vuelven a enjuagar con agua y se puede aplicar una etapa de pasivación para eliminar cualquier resto de sales solubles en la superficie. La pasivación proporciona una protección adicional contra la corrosión al tratar la capa de fosfato con un recubrimiento de silicato o de base orgánica y aumenta la estabilidad de la capa de fosfato. Aunque tradicionalmente se han utilizado pasivaciones a base de cromato, en la actualidad se prefieren los productos químicos de pasivación sin cromo por razones medioambientales y sanitarias. Por último, justo antes de entrar en el baño de cataforesis, las piezas se enjuagan una última vez con agua desionizada para garantizar que no queden residuos conductores ni suciedad en la superficie.

Una buena preparación de la superficie es esencial para el éxito del revestimiento por electrodeposición catódica. Una superficie limpia y activa garantiza una fuerte adherencia del revestimiento al sustrato y la formación de una película homogénea. Un pretratamiento inadecuado puede provocar problemas como la progresión de la corrosión bajo el revestimiento, la formación de ampollas en la pintura o una mala adherencia tras el revestimiento.

Baño de recubrimiento por electrodeposición catódica y deposición electroquímica

Las piezas pretratadas, limpias y fosfatadas, se sumergen en un baño de tintura por cataforesis catódica. En este baño, las piezas están conectadas a una carga negativa (cátodo); los ánodos solubles sumergidos en el tanque están conectados a un potencial positivo. El baño de cataforesis se compone en gran parte de agua pura y sólidos de colorante dispersos: normalmente, alrededor de un 80-90% de agua desionizada y un 10-20% de sólidos de colorante (resina + pigmento). El agua desionizada sirve de medio portador para los sólidos de colorante; los sólidos de colorante consisten en la resina (polímero aglutinante) y los pigmentos que forman la película de recubrimiento . La resina es el componente principal de la película final, que aporta propiedades como la resistencia a la corrosión, la resistencia mecánica y la resistencia química; los pigmentos proporcionan a la película propiedades como el color, la opacidad y la resistencia a los rayos UV. La formulación de las pinturas de cataforesis también contiene cantidades muy pequeñas de disolventes orgánicos y aditivos (en torno al 5%), que se utilizan para ajustar la viscosidad, mejorar las propiedades de la película y estabilizar el baño.

Cuando las piezas se sumergen en el baño de pintura, se inicia una reacción electroquímica con la aplicación de corriente continua. Las partículas de resina-pigmento cargadas positivamente y dirigidas hacia la superficie de la pieza en la posición catódica se desplazan hacia la pieza (electroforesis) y precipitan con la descarga de carga sobre la superficie. El nivel de tensión aplicado es el principal parámetro que determina el espesor de la película de pintura . La aplicación de una tensión suficiente permite que la pintura penetre y se acumule incluso en los rincones más recónditos; de este modo, se pueden recubrir todas las zonas de las piezas de formas complejas, incluidas las superficies interiores, los cordones de soldadura, las esquinas y los bordes. En las aplicaciones típicas de cataforesis catódica, el voltaje del baño puede estar en el rango de aproximadamente 100-300 V; la aplicación de ~250 V es común para grandes carrocerías de automóviles. Las piezas se mantienen bajo corriente en el baño durante unos minutos (por ejemplo, de 2 a 4 minutos). Dado que al principio existe una fuerte atracción eléctrica entre la superficie metálica desnuda y la dispersión de pintura conductora, la densidad de corriente es alta y se forma un recubrimiento rápido. A medida que la película de recubrimiento se espesa, la película empieza a formar una barrera dieléctrica y la conductividad de la superficie de la pieza disminuye. Una vez alcanzado el espesor deseado, la película aísla eléctricamente la pieza y el flujo de corriente disminuye de forma natural, equilibrando la acumulación de revestimiento. Gracias a este mecanismo de autodetención, se consigue un recubrimiento de aproximadamente el mismo grosor en cada punto y se evita el recubrimiento excesivo.

La precipitación de partículas de pintura en el cátodo también está estrechamente relacionada con la electrólisis del agua. Se forman iones hidroxilo (OH^-) como resultado de la disociación del agua en el cátodo, y este aumento local del pH hace que la resina, que previamente ha sido neutralizada por el ácido y dispersada en el agua, se vuelva insoluble. En este punto, la resina y los pigmentos se adhieren a la superficie del cátodo, formando una película. La reacción inversa se produce en el ánodo, donde los subproductos ácidos acumulados en el sistema son generalmente eliminados del baño por las células de membrana (circuito anolito) que rodean los ánodos. La solución permeada ácida recogida en la cámara anódica se drena o neutraliza periódicamente, manteniendo así la química del baño en equilibrio y limitando el aumento del pH. Este equilibrio es crítico para mantener la estabilidad de la emulsión manteniendo el pH en el rango de aproximadamente 5,7-6,0 en condiciones de proceso continuo.

En el baño de cataforesis, el agua y otros componentes se liberan junto con la sedimentación de las partículas de pintura. Por lo tanto, la conductividad y la densidad iónica tienden a aumentar con el tiempo en el baño en funcionamiento. La conductividad del baño suele controlarse en el intervalo de ~1000-2000 µS/cm; si la conductividad aumenta demasiado, el control del espesor del revestimiento puede resultar difícil o pueden aumentar las reacciones secundarias. Por lo tanto, una cierta cantidad de solución permeada se extrae del baño utilizando unidades de ultrafiltración (UF) y se purifica fuera del sistema, y se añade agua pura limpia o agua desionizada para mantener la conductividad dentro del rango deseado. Para el tratamiento del agua desionizada pueden utilizarse sistemas de ósmosis inversa o de electrodesionización. Además, se añaden al baño de tintura colorante concentrado (pasta de resina-pigmento) y agente neutralizante a determinados intervalos para mantener constante la composición química del baño (porcentaje de materia sólida, grado de neutralización, etc.).

Procesos de aclarado y post-revestimiento

Una vez finalizado el proceso de recubrimiento en el baño de cataforesis, las piezas se sacan lentamente del baño y entran inmediatamente en las estaciones de enjuague tras el recubrimiento. El objetivo de esta etapa es recuperar el exceso de pintura que ha rebosado del baño sobre la pieza (la capa de "recubrimiento en crema" que aún no se ha adherido a la superficie) y aumentar la suavidad del recubrimiento. El primer aclarado suele realizarse con una solución de permeado ultrafiltrada tomada del baño de cataforesis. Las partículas de pintura en exceso filtradas de la pieza se devuelven al sistema gracias a este aclarado; la pintura acumulada en los depósitos de aclarado se concentra por filtración y se devuelve al depósito principal de pintura. Gracias a este principio de recuperación, la eficacia del material de pintura en el proceso puede superar el 95% . En otras palabras, casi toda la pintura de la superficie de la pieza que sale del baño permanece en la pieza en forma de película o se devuelve al tanque con los aclarados, y la cantidad de pintura que se desperdicia es muy baja.

Tras el primer aclarado basto, se realiza un aclarado con agua desionizada en una o dos fases. En esta fase, el objetivo es garantizar que no queden restos de pintura ni material conductor en las piezas. En particular, el aclarado final se realiza con agua completamente pura y las piezas se envían directamente al horno sin esperar un breve tiempo antes de ser horneadas. El revestimiento de la superficie de las piezas en forma de película húmeda debe protegerse del deterioro durante el aclarado previo al horneado; por lo tanto, la transición del aclarado al horno debe ser rápida y el entorno debe mantenerse libre de contaminantes como polvo y suciedad.

En algunos sistemas, tras la fase de aclarado, las piezas pueden colocarse brevemente en una cámara de "evaporación instantánea" a baja temperatura antes de entrar en el horno. Esto permite que se evapore parte del agua, lo que ayuda a evitar los defectos que pueden producirse en el horno debido a la evaporación instantánea (por ejemplo, burbujas de ebullición). Sin embargo, en la mayoría de las líneas de cataforesis modernas, las piezas húmedas procedentes directamente del enjuague entran en el horno a una velocidad controlada, y la mayor parte del agua ya se ha evaporado durante el proceso de calentamiento.

Horneado y curado

Las piezas recubiertas con cataforesis y aclaradas se cuecen en un horno para curar químicamente la pintura y formar una película sólida. En esta fase, las piezas entran en el horno de secado/curado con un sistema transportador. La temperatura y el tiempo del horno vienen determinados por las propiedades de curado del material de pintura utilizado. Las pinturas de cataforesis epoxi catódica típicas se polimerizan completamente (reticulan) elevando la temperatura de la pieza a aproximadamente 160-200°C y manteniéndola durante 20-30 minutos. Por ejemplo, en aplicaciones comunes, se requiere un mínimo de 20 minutos de curado a una temperatura de la pieza de 190°C . Esto suele conseguirse ajustando la temperatura del aire del horno a ~180-200°C y con una velocidad de transporte suficiente en función de la capacidad calorífica de la pieza. Mientras que los materiales de chapa fina se calientan más rápidamente, las piezas de fundición gruesas pueden necesitar periodos más largos para alcanzar la temperatura central. Las fichas técnicas de los fabricantes de pintura especifican la combinación mínima de tiempo y temperatura necesaria para el curado (por ejemplo, condiciones de curado equivalentes como 20 min/180°C o 30 min/160°C).

Durante el curado, la resina (normalmente resina epoxi) de la pintura de cataforesis se endurece mediante una reacción química. Bajo la influencia del calor, los grupos reactivos (por ejemplo, los anillos epoxídicos) de la resina se abren y forman enlaces cruzados, creando una estructura de red polimérica rígida y termorresistente. De este modo, la película de revestimiento se convierte en una densa capa protectora que se adhiere fuertemente al sustrato y es resistente a impactos y arañazos. Además, durante el proceso de horneado, los componentes volátiles de la película de pintura (residuos de agua y disolventes orgánicos) se evaporan y desaparecen. Dado que las pinturas de cataforesis modernas tienen un bajo contenido en volátiles, los residuos gaseosos en el horno son relativamente bajos y suelen purificarse mediante oxidación térmica. Al final del curado, las piezas se dejan enfriar inmediatamente después de salir del horno; el enfriamiento suele producirse en el aire ambiente, pero en algunas líneas también puede aplicarse el enfriamiento forzado con ventiladores. Una vez que las piezas revestidas se han enfriado al tacto, se transfieren a la siguiente fase de producción (por ejemplo, lijado y pintura de acabado en automoción o directamente a la cadena de montaje).

Control de calidad final

La etapa final del proceso de revestimiento por electrodeposición catódica es el control de calidad de las piezas revestidas. En esta etapa se utilizan diversas pruebas y mediciones para verificar si el revestimiento cumple las propiedades deseadas:

Inspección visual: Las piezas se comprueban visualmente y de acuerdo con las normas para detectar cualquier zona sin recubrir (metal desnudo), diferencias de color o tono, depósitos o granos superficiales, fugas, burbujas, etc. El revestimiento por electrodeposición catódica suele formar una capa de imprimación semimate de color sólido (negro o gris); por lo tanto, se espera que el revestimiento tenga un aspecto homogéneo. Especialmente en piezas de geometría compleja, se comprueba que las zonas críticas no corran el riesgo de que la pintura no llegue a las partes interiores (falta de poder de penetración). Si es necesario, el revestimiento de la superficie interior puede examinarse tomando secciones. También se evalúa el recubrimiento de los bordes; para ello, se recubren en el proceso algunas piezas de prueba estándar (por ejemplo, muestras de bordes afilados) y se examina el espesor de la película en los bordes.

Medición del espesor: El espesor de la película de revestimiento es un parámetro crítico para el rendimiento y se mide en cada lote. La medición suele realizarse con dispositivos de medición de espesores no destructivos basados en inducción magnética o corrientes de Foucault (por ejemplo, dispositivos portátiles para medir el espesor de la pintura sobre acero, conformes con ISO 2178/ASTM D7091). El espesor típico de la imprimación por cataforesis es de aproximadamente 15-35 µm; ~20 µm es el objetivo para las aplicaciones de automoción. Los valores medidos deben estar dentro del intervalo de tolerancia deseado (por ejemplo, \pm2-3 µm). Los ajustes del proceso se revisan, ya que un espesor insuficiente puede dar lugar a una protección insuficiente; un espesor excesivo indica pérdidas económicas y riesgo de agrietamiento de la pintura. Por lo tanto, los valores de espesor se controlan constantemente.

Prueba de adherencia: La resistencia a la adherencia del revestimiento al sustrato se evalúa mediante pruebas estándar de rayado o corte transversal. Un método habitual es la prueba de adherencia por corte transversal; en esta prueba, se dibuja un patrón cuadrado en la superficie del revestimiento con un cuchillo afilado de forma controlada y se coloca una cinta adhesiva y se tira de ella. Se clasifica de 0 a 5 según la norma ISO 2409 en función del porcentaje de pintura restante. En los revestimientos por electrodeposición catódica, se espera un resultado de Gt0 o Gt1 (0-5% de eliminación de pintura), que se considera la mejor clase. Por ejemplo, en un buen recubrimiento por electrodeposición catódica, todos los bordes cortados deben permanecer lisos en la prueba de corte transversal y ningún cuadrado debe pelarse completamente.

Pruebas de dureza y resistencia: Cuando sea necesario, pueden aplicarse a la película de recubrimiento pruebas mecánicas como la dureza (prueba de dureza de lápiz, prueba de péndulo) y la resistencia al impacto (prueba de caída de peso). Las imprimaciones de cataforesis suelen formar una película dura (la dureza del lápiz suele rondar los H-2H). Además, la resistencia al impacto de piedras (prueba de la grava) es una característica que se comprueba especialmente en piezas de automoción; se desea que el revestimiento no se agriete o sufra daños mínimos por el impacto de grava.

Pruebas de resistencia a la corrosión: La resistencia a la corrosión del revestimiento se verifica mediante ensayos de envejecimiento acelerado a determinados intervalos o por muestreo. La prueba más común es la de niebla salina (prueba de niebla salina, niebla de NaCl al 5%, 35°C ambiente, norma ISO 9227 / ASTM B117). Las imprimaciones de cataforesis suelen estar formuladas para resistir la prueba de niebla salina durante más de 500 horas; los requisitos de automoción suelen exigir >1000 horas de resistencia sin óxido. Al final de la prueba, se mide la presencia de ampollas o la progresión del óxido bajo el revestimiento de acuerdo con las normas ASTM o ISO para evaluadores (por ejemplo, distancia de progresión del óxido en mm). Por ejemplo, un sistema puede tener como objetivo <1 mm en 504 horas de prueba de sal y <1,5 mm en 1008 horas. Además, pueden aplicarse pruebas de humedad/condensación (ISO 6270-2, 240-480 horas en condiciones tales como 95% de humedad continua, 40°C) y, a continuación, comprobar la adherencia. También pueden realizarse ensayos de ciclos climáticos (ciclos de temperatura-humedad-sal variable como VDA 621-415) y ensayos de choque térmico en función de los requisitos del cliente. Todas estas pruebas aceleradas se utilizan como indicación de que el revestimiento de electrodeposición catódica proporcionará resistencia a la corrosión en la vida real durante muchos años.

Otras comprobaciones: El aislamiento eléctrico del revestimiento ya es alto en proporción a su grosor; sin embargo, para aplicaciones especiales, pueden realizarse mediciones de rigidez dieléctrica. Las pruebas de resistencia química (por ejemplo, resistencia al contacto con combustible, aceite de motor, líquido de frenos, anticongelante) pueden ser importantes para las piezas de automoción y se comprueban según las normas. El color o el brillo no suelen ser críticos para la imprimación (ya que la capa final se aplica sobre ella), pero en las aplicaciones de cataforesis utilizadas con fines decorativos (por ejemplo, piezas de chasis con una sola capa de revestimiento negro), puede comprobarse la uniformidad del color y la resistencia a los rayos UV. Dado que las pinturas de cataforesis epoxi pueden calcinarse con la luz UV, en la planificación de la calidad también se tiene en cuenta la necesidad de una capa de acabado a base de poliuretano para las piezas que vayan a utilizarse bajo la luz solar directa.

Parámetros que deben medirse y controlarse

Para garantizar la calidad y la continuidad del proceso de revestimiento por electrodeposición catódica, se controlan regularmente tanto los parámetros químicos de las condiciones del baño como los parámetros eléctricos/físicos de la aplicación. Además, se realizan algunas mediciones a la salida para garantizar que el recubrimiento obtenido cumple determinados criterios de calidad. En esta sección se analizan los parámetros críticos y sus intervalos de valores típicos:

Parámetros químicos del baño: El equilibrio químico del baño de pintura por cataforesis afecta directamente a la calidad del revestimiento. En primer lugar, el valor del pH es un parámetro crítico. En los sistemas catódicos, el pH del baño de pintura suele mantenerse en la región ligeramente ácida, aproximadamente entre 5,7 y 6,0 . Este rango proporciona una neutralización suficiente para que la resina permanezca hidrosoluble (emulsionada), pero como no sube demasiado, la resina aún no ha precipitado. Si el valor del pH supera este intervalo óptimo, se producirán resultados indeseables: Por ejemplo, si el pH aumenta, la solubilidad de la resina disminuye, la estabilidad de la emulsión se deteriora y puede comenzar la coagulación en el tanque de pintura. Esto provoca la obstrucción de filtros y membranas, y el baño puede enturbiarse. Por el contrario, si el pH desciende demasiado (demasiado ácido), esta vez aumenta la corrosión ácida en la instalación, y como pueden disolverse iones metálicos como el hierro, puede producirse la contaminación del color de la pintura y la obstrucción de las membranas. Por ello, el pH se mide a diario y se ajusta con adiciones químicas cuando es necesario.

Otro parámetro importante es la conductividad (Conductividad = conductividad eléctrica, normalmente en µS/cm). La conductividad del baño indica la capacidad de la pintura para transportar corriente por conducción y afecta a la densidad de corriente durante el recubrimiento. En un baño de cataforesis en funcionamiento, la conductividad tiende a aumentar con el tiempo debido a los subproductos formados durante el recubrimiento (sales solubles), los neutralizantes añadidos (por ejemplo, ácido o amina) y las contribuciones de conductividad de la pintura concentrada. Si la conductividad aumenta demasiado, indica que se han acumulado impurezas conductoras indeseables en el baño y puede afectar a la uniformidad del recubrimiento. Normalmente, la conductividad del baño de cataforesis se controla en el rango de 800 - 2500 µS/cm (nota: aunque algunas fuentes lo expresan en mS, en la práctica está en el rango de ~1-2,5 mS/cm). Si se supera el límite superior de conductividad, suele reducirse eliminando parte de la solución del baño mediante ultrafiltración y añadiendo agua pura. Para este proceso se requiere un sistema de ósmosis inversa o de tratamiento de agua desionizada. Además, aumentar el nivel de disolvente o cambiar la temperatura del baño son algunos de los métodos para ajustar la conductividad.

La temperatura del baño se controla porque afecta a los parámetros químicos y electrocinéticos. Las temperaturas altas pueden hacer inestable la dispersión de la pintura o aumentar la evaporación, mientras que las temperaturas bajas pueden reducir la velocidad de recubrimiento y la eficacia de la corriente. La mayoría de los baños de cataforesis funcionan a temperatura ambiente o ligeramente superior (por ejemplo, 28-32 °C). La temperatura también afecta a la viscosidad, que es inversamente proporcional a la conductividad; aumentar la temperatura puede fluidificar la pintura y aumentar algo la conductividad. Por este motivo, los tanques están equipados con serpentines de calefacción/refrigeración y la temperatura se mantiene constante.

Contenido en sólidos (concentración de colorante): El porcentaje de pintura sólida en el baño debe estar generalmente dentro de un cierto rango. Se espera que un baño de imprimación catódica típico contenga entre un 12 y un 15% de contenido sólido (por ejemplo, se desea un 14-18% dependiendo de la formulación). Este valor afecta al grosor y la eficacia del recubrimiento; si es demasiado bajo, resulta difícil conseguir el grosor de película deseado, si es demasiado alto, la viscosidad del baño aumenta y su estabilidad puede verse perjudicada. La cantidad de contenido sólido se mide por el método de secado y pesaje de muestras de baño tomadas a determinados intervalos mediante análisis gravimétrico . Por ejemplo, se secan 1-2 g de muestra de baño en un horno a 110°C y se calcula el porcentaje de residuo.

Índice de acidez (ácido total/neutralizante): Las pinturas de cataforesis se neutralizan generalmente con ácidos orgánicos para que la resina sea soluble en agua (en los sistemas catódicos, se forma una amino-resina cargada positivamente con el neutralizador de ácido orgánico). A medida que el baño envejece, las cantidades de ácidos libres y ligados pueden cambiar. Por ello, el índice de acidez total y los valores de ácido libre se controlan con análisis de valoración. Por ejemplo, el índice de acidez se calcula añadiendo disolventes adecuados a un determinado volumen de muestra de baño y valorando con NaOH 0,1 N con un pH-metro. Los fabricantes de pintura suelen dar un rango objetivo para la "proporción de acidez" (por ejemplo, la proporción de ácido), que indica el grado de neutralización de la resina y, por tanto, su capacidad de carga en la pieza. Este parámetro se controla y se añade neutralizante (amina) o ácido al baño cuando es necesario.

Además de los anteriores, también pueden controlarse otros parámetros químicos como la densidad del baño , la viscosidad , la distribución del tamaño de las partículas de los pigmentos dispersos en él y la cantidad de lodo/sedimento. Sin embargo, puede decirse que los más críticos de forma rutinaria son el pH, la conductividad, el porcentaje de sólidos y la acidez. El mantenimiento de estos parámetros dentro de los rangos deseados se garantiza mediante análisis regulares cada día/semana y se toman medidas proactivas siguiendo las tendencias.

Parámetros electroquímicos: Dado que el proceso de cataforesis es un proceso de electro-revestimiento, los parámetros de control eléctrico son también muy importantes. La tensión aplicada es el parámetro más básico; normalmente, se ajusta una unidad de alimentación de corriente continua (rectificador) al valor de tensión deseado y esta tensión se mantiene durante todo el proceso de recubrimiento. Dependiendo del tipo de producto, pueden utilizarse valores de entre 50 y 400 V. Un voltaje más alto permite arrastrar rápidamente más partículas de pintura, lo que da lugar a una película más gruesa; sin embargo, los voltajes muy altos pueden desencadenar efectos secundarios indeseables de la electrólisis (por ejemplo, burbujas de gas hidrógeno en la superficie metálica, defectos en forma de agujeros de alfiler). Por lo tanto, existe un perfil de voltaje óptimo determinado experimentalmente para cada producto y pintura. Por ejemplo, en la cataforesis de carrocerías de automóviles, el tiempo de recubrimiento inicial se aumenta rápidamente hasta 250 V, se mantiene constante durante un tiempo y luego se reduce en función de la caída de corriente. La densidad de corriente varía en función de la geometría y la superficie de las piezas; suele observarse una corriente elevada (por ejemplo, unos pocos amperios/dm²) al principio del recubrimiento y disminuye a medida que se forma la película. La carga total (amperios-minuto) pasada en el proceso está relacionada con el grosor del revestimiento. Por este motivo, el control de amperios-minuto también se realiza en sistemas avanzados: Se calcula un valor A mín. objetivo para cada depósito en función de la superficie de la pieza y el grosor de revestimiento deseado, y el revestimiento finaliza cuando se alcanza este valor. Los parámetros eléctricos suelen controlarse continuamente a través del sistema de automatización (PLC); se registran los valores instantáneos de tensión, corriente y tiempo. Si se produce una desviación del rango deseado (por ejemplo, si la corriente es demasiado baja, puede haber un problema de contacto eléctrico con la pieza que cuelga, si es demasiado alta, puede haber un problema de conductividad/pH del baño), se alarma inmediatamente al operario y se corrige.

Calidad y homogeneidad del revestimiento: Los parámetros del proceso deben ser correctos para que el revestimiento forme una película uniforme en todos los puntos. Como se indica en el control de calidad, la distribución homogénea del revestimiento es importante. Para garantizarlo, durante el proceso se tienen en cuenta la potencia de proyección y el rendimiento del recubrimiento en los bordes. Por ejemplo, el tiempo de inmersión y la tensión se optimizan para garantizar un recubrimiento suficiente en las cavidades profundas. Algunas producciones utilizan paneles de prueba estándar para medir este rendimiento. En la prueba de potencia de proyección de la industria automovilística de Ford, se mide el porcentaje de revestimiento que alcanza la superficie interior de un determinado panel geométrico (por ejemplo, una distancia de proyección del 60-65%). En cuanto a la protección de los bordes, el grosor del revestimiento puede evaluarse en muestras de bordes afilados. Los sistemas de mezcla/circulación también afectan a la homogeneidad en el proceso; los mezcladores continuos de baja velocidad o las bombas de circulación en el baño garantizan que las partículas de pintura estén constantemente en suspensión y presentes en igual concentración en cada región. Si la mezcla es insuficiente, las diferencias regionales de concentración en la cuba pueden provocar fluctuaciones en el recubrimiento. Por lo tanto, para garantizar la homogeneidad tanto de las condiciones del baño como de la distribución eléctrica, en el diseño de la planta se tienen en cuenta el bombeo correcto, la disposición de los ánodos y el diseño del colgador (aparato colgador). La forma de colgar las piezas en el colgador también es importante: la salida de aire de las zonas de cavidades de la pieza y el drenaje del baño deben ser buenos para que la pintura pueda entrar por todas partes y no se produzcan encharcamientos a la salida.

Espesor de la película y resistencia a la corrosión: Estas dos propiedades son los indicadores de rendimiento más críticos que se desean en el producto final. Aunque el espesor de la película se mide y controla durante la producción (véase la sección de control de calidad), también está relacionado con los parámetros del proceso. Por ejemplo, se puede conseguir un mayor espesor aumentando el voltaje o el tiempo. Sin embargo, existe un cierto óptimo económico y técnico para la cataforesis (normalmente ~20 µm); por lo general, no se recomiendan películas más gruesas porque desperdician material de pintura y pueden causar problemas con las capas superiores. La resistencia a la corrosión es el principal criterio de rendimiento de un revestimiento por electrodeposición catódica aplicado correctamente. Como ya se ha mencionado, se mide mediante ensayos estándar y debe estar por encima de un determinado umbral. Los parámetros del proceso que afectan a la resistencia a la corrosión incluyen la preparación de la superficie (calidad del fosfato), el espesor de la película, el grado de curado y la formulación de la pintura. Por lo tanto, estos parámetros se controlan durante todo el proceso para garantizar que en cada lote se alcanza el nivel de resistencia a la corrosión objetivo (por ejemplo, el criterio de progresión máxima de la oxidación determinado en la prueba de sal de 500 horas para una pieza de automóvil).

Normas de calidad y proceso: El proceso y los resultados del revestimiento por electrodeposición catódica también están definidos por normas internacionales. Por ejemplo, las normas ISO y ASTM que proporcionan métodos de ensayo generales para revestimientos de pintura también son válidas para la cataforesis. Los planes de control del proceso de las líneas de cataforesis se crean y registran en el ámbito de las normas de gestión de la calidad, como ISO 9001 y especialmente IATF 16949 para automoción . Técnicamente, el control de la adherencia se realiza con la norma ISO 2409 (prueba de adherencia transversal) y generalmente se espera Gt0 o Gt1. La norma ISO 2808 define los métodos de medición del espesor de la película seca de pintura y las mediciones del espesor de los revestimientos por electrodeposición catódica pueden realizarse de acuerdo con esta norma. ISO 6270-2 es la norma de ensayo en cabina de humedad y mide la resistencia de las muestras recubiertas por cataforesis en ambiente húmedo y caliente (por ejemplo, no debe haber deterioro de la adherencia después de 240 o 480 horas) (). ISO 9227 (equivalente a la antigua DIN 50021 o EN ISO 7253) es la norma de ensayo de niebla salina y se utiliza para evaluar la resistencia a la corrosión de la imprimación por cataforesis. Además, los fabricantes de automóviles tienen sus propias especificaciones de revestimiento por electrodeposición catódica (por ejemplo, muchas empresas de fabricantes de equipos originales tienen números de especificación de materiales [BMW, Ford, VW, etc.], según la lista de Ege Eloksal). En cuanto al aspecto medioambiental del proceso, los valores se comprueban en función de las normas EPA o la legislación medioambiental local en materia de aguas residuales y emisiones volátiles; por ejemplo, en Europa, los metales pesados (plomo, mercurio, cadmio, Cr6+) no se utilizan en las pinturas de cataforesis debido a la directiva ELV. En resumen, el proceso de recubrimiento por electrodeposición catódica se lleva a cabo de acuerdo con las normas nacionales e internacionales y los productos también se verifican según las normas de ensayo pertinentes.

Métodos de medición y control

El control de los parámetros mencionados en el proceso de revestimiento por electrodeposición catódica se lleva a cabo con diversos métodos y dispositivos de medición. Las mediciones periódicas garantizan la estabilidad del proceso y permiten detectar y corregir a tiempo posibles desviaciones. Además, se realizan pruebas de control de calidad con métodos establecidos. Esta sección describe las técnicas de medición de parámetros importantes, cómo se interpretan los resultados y los enfoques de mejora del proceso:

Análisis químico del baño: Se realizan una serie de análisis químicos en muestras tomadas diaria o semanalmente del baño de cataforesis. La medición del pH se realiza con un medidor digital de pH. La temperatura de la muestra se lleva a un valor estándar (normalmente 25°C) y la medición se registra con un medidor de pH de electrodo de vidrio calibrado. Por ejemplo, la mayoría de las instalaciones miden el pH al menos una vez al día y comprueban que se mantiene el intervalo ideal de ~5,7-6,0. En caso de desviación del pH, el operario añade productos químicos correctores de acuerdo con las instrucciones del proveedor de la pintura (como una dosis controlada de ácido al sistema si el pH ha aumentado, o una amina neutralizante si el pH ha disminuido).

La medición de la conductividad se realiza con un conductímetro calibrado. La muestra del baño se mide con una determinada sonda de constante celular y el valor de conductividad se lee en µS/cm. Normalmente se desea que este valor se mantenga en un rango moderado (por ejemplo, 1000-1500 µS/cm). Las instalaciones también registran la conductividad diariamente y siguen la tendencia. Si la conductividad tiende a aumentar continuamente, es un indicio de acumulación del baño; como solución, se puede hacer una pequeña descarga del baño y añadir agua pura o aumentar la salida de residuos de UF. Por ejemplo, en algunas instalaciones, si la conductividad supera un determinado valor umbral (~2000 µS), se emite una alarma y se activa automáticamente la ultrafiltración para eliminar el exceso de iones conductores. Muchas instalaciones, utilizan sistemas PLC para el control y alimentan los baños con agua pura procedente de sistemas de tratamiento de agua pura cuando aumenta la conductividad.

La determinación de los sólidos (contenido de sólidos) es una prueba sencilla pero crítica. Para ello, se pesa un pequeño recipiente de aluminio y se coloca en él una cantidad determinada (1-2 g) de muestra de baño, que se seca en un horno a 105-110°C hasta alcanzar un peso constante. Se pesa la cantidad de película seca que queda tras el secado y se calcula el porcentaje. Se espera que el resultado esté en torno al 15% de la muestra (el fabricante define el intervalo objetivo). Esta prueba se realiza al menos una vez a la semana. Si los sólidos son bajos, significa que la concentración del colorante ha disminuido; generalmente, se añade algo de colorante fresco (concentrado de resina/pigmento) desde el sistema de alimentación del colorante. Si los sólidos son altos, hay un exceso de acumulación de colorante en el sistema; se considera la adición de agua pura o la reducción de la alimentación de colorante.

El análisis del ácido total y del ácido libre se realiza por el método de valoración. El técnico de laboratorio diluye un volumen determinado de la muestra del baño con agua desionizada y un disolvente orgánico adecuado (por ejemplo, isopropanol o THF) y lo valora con una solución de NaOH 0,1 N en presencia de un indicador de fenolftaleína bajo agitación magnética. En el punto final (alrededor de pH ~8,5) se calcula el índice de acidez (mg KOH/g o unidad similar) a partir del volumen de NaOH consumido. Este valor es una medida indirecta de la cantidad de neutralizante en la pintura. Por ejemplo, puede establecerse un objetivo del tipo "índice de acidez total = 40 mg KOH/g". Además, el ácido libre (ácido no unido) se determina con una segunda valoración y se evalúa la relación entre ambos (libre/total). Si los resultados de la valoración no se ajustan a la especificación, se ajusta el equilibrio de neutralización añadiendo amina o ácido al baño.

También se miden la temperatura del baño y otros parámetros ambientales, pero éstos suelen controlarse continuamente mediante sensores en el sistema de automatización. No obstante, los operarios leerán los termómetros de los tanques o revisarán los registros de datos para realizar comprobaciones cruzadas. Si la temperatura difiere de la deseada, se ajustarán los calentadores o enfriadores. También se controla la cantidad de lodo/cemento en el baño; si es necesario, se clarificará el baño a intervalos regulares o se mantendrán los sistemas de filtración.

Controles del proceso de galvanoplastia: Los parámetros eléctricos utilizados durante el revestimiento se supervisan y controlan digitalmente en las instalaciones modernas. Valores como la tensión, la corriente y el tiempo pueden visualizarse instantáneamente desde las pantallas del rectificador o desde la interfaz del software SCADA. Los operarios comprueban que se ha seleccionado el programa correcto y que las rampas de tensión son las adecuadas al principio de cada lote. Por ejemplo, puede ser necesario un perfil de aumento de tensión lento para piezas grandes, mientras que puede utilizarse un aumento rápido para piezas pequeñas. También se controla la curva de tiempo de corriente; si la corriente desciende a cero mucho antes de lo esperado, puede que la película se esté aislando rápidamente (quizá sea excesivamente gruesa o los sólidos del baño sean altos), o si la corriente no desciende, puede que el recubrimiento no esté completo (quizá sea una mala preparación de la superficie o una baja conductividad). El operario se hace una idea del proceso según estas señales. Si es necesario, se añaden paneles de prueba al bastidor y se evalúa la distribución de la corriente durante el recubrimiento.

Además, el personal del taller supervisa cuestiones como la conductividad de los aparatos de suspensión, el estado de los ánodos y la liberación de gases durante el proceso de revestimiento. Se realizan limpiezas periódicas para evitar la acumulación de pintura y aislamiento en los colgadores. Las membranas de los ánodos se revisan periódicamente y las obstruidas se limpian o renuevan (si el circuito del anolito no funciona correctamente, el pH del baño puede descontrolarse). Todas estas actividades de control tienen por objeto garantizar que los parámetros del proceso se mantengan dentro de los márgenes de tolerancia definidos .

Métodos de prueba de calidad: Las pruebas que se realizan sobre el revestimiento final se aplican con determinados métodos estándar (los que hemos mencionado anteriormente). Por ejemplo, hemos dicho que para medir el grosor se utiliza un medidor de grosor magnético; estos dispositivos suelen funcionar según la norma ISO 2178 o ASTM D1186. Para que el aparato dé resultados precisos, debe calibrarse con varias láminas de calibración. El operario prueba el dispositivo en láminas de prueba con espesores conocidos antes de la medición. Durante la medición, se toman valores de varios puntos diferentes de cada pieza y se registra la media. Si la prueba de adherencia transversal se realiza según la norma ISO 2409, es importante utilizar un cuchillo afilado de tamaño estándar y cinta adhesiva; los resultados se clasifican según las clases definidas en la norma () (). Para la prueba de salinidad se utiliza una cabina de niebla salina de acuerdo con el método ISO 9227 ; la prueba puede realizarse en determinados periodos (por ejemplo, tomando una muestra pintada de cada lote de producción) o las muestras se prueban durante periodos como 240, 480, 720 horas para la aprobación del producto. Al final de la prueba, se evalúa el grado de oxidación según ASTM D1654 o ISO 4628. Las pruebas de humedad se realizan en una cabina de temperatura/humedad constante de acuerdo con la norma ISO 6270-2; al final del periodo, se comprueba si la muestra se hincha y se comprueba el cambio con la prueba de adherencia (). La prueba de impacto puede realizarse con el dispositivo según ASTM D2794. La dureza puede medirse con ISO 1518 (dureza lápiz) o ISO 1522 (dureza péndulo König/Persoz), etc. Los métodos y criterios de aceptación de todos estos ensayos se especifican en los planes de calidad y son aplicados por personal formado.

La interpretación de los resultados se basa en las normas pertinentes y en los requisitos del cliente. Si el resultado de alguna prueba está fuera de especificación, se toman medidas correctoras en los productos de ese lote (por ejemplo, una segunda cataforesis o un tratamiento conservante adicional en consulta con el cliente) o se detiene la producción y se revisan los ajustes del proceso. Por ejemplo, si se realiza una prueba de adherencia deficiente, se comprueban inmediatamente los tanques de preparación de la superficie y los valores químicos del baño de pintura; normalmente, el problema radica en la capa de fosfato o en un desequilibrio del baño de pintura.

Métodos de mejora del proceso: Mantener bajo control el proceso de recubrimiento por electrodeposición catódica, así como desarrollarlo con un enfoque de mejora continua, es habitual en la industria. En este contexto, los datos de medición obtenidos pueden analizarse con técnicas estadísticas de control de procesos a largo plazo. Por ejemplo, la capacidad del proceso puede evaluarse controlando las fluctuaciones de parámetros críticos como el pH y la conductividad con tarjetas SPC; si los valores de Cpk son bajos, puede ser necesario aumentar la automatización de la alimentación química o realizar análisis más frecuentes para mejorar. Del mismo modo, las causas potenciales y las precauciones para el fallo del revestimiento se determinan realizando un análisis modal de fallos y efectos (AMFE).

Algunas de las aplicaciones habituales para la mejora de procesos son: Optimización del material de pintura (por ejemplo, ahorro de energía mediante el uso de pinturas de cataforesis de nueva generación que pueden curarse a temperaturas más bajas, recuperación de energía (recuperación de calor del aire caliente de hornos con intercambiadores de calor), aumento de la automatización (transferencia de controles manuales a sensores automáticos y controles PID), mejor diseño de los colgadores (diseños de plantillas que mejoren la deposición de pintura y la distribución de la corriente en la pieza), mantenimiento y limpieza periódicos (prevención de la contaminación mediante la limpieza de ánodos, filtros y depósitos), formación (formación continua de los operarios sobre los efectos de las variables del proceso) y optimización química (por ejemplo, reducción de los residuos de lodos mediante el uso de pretratamiento nanocerámico en lugar de fosfato).

Además, si una instalación requiere cataforesis con diferentes colores (lo que es poco frecuente), pueden tomarse decisiones estratégicas, como montar dos líneas separadas, ya que los cambios de color en un solo baño son difíciles; esto también está relacionado con la flexibilidad del proceso. La planificación del proceso también forma parte de la mejora (por ejemplo, utilizar un único color de imprimación y aplicar el color en capas superiores), ya que la cataforesis no es adecuada para situaciones en las que se requieren cambios de color frecuentes.

En resumen, los métodos de medición y control deben utilizarse no sólo para supervisar la situación actual, sino también para ver tendencias y realizar mejoras continuas. Incluso pequeñas mejoras en el proceso de cataforesis (por ejemplo, aumentar la vida útil del baño de 6 a 12 meses, reducir el consumo de energía en un 5%, reducir la tasa de piezas defectuosas en un 1 por mil) pueden aportar grandes beneficios económicos y medioambientales. Por ello, la industria y el mundo académico están llevando a cabo diversos estudios en cooperación para conseguir que este proceso sea más eficiente, más respetuoso con el medio ambiente y de mayor rendimiento.

Recursos y estudios académicos

Existe abundante bibliografía sobre el revestimiento por electrodeposición catódica, tanto investigación académica como documentos técnicos centrados en la industria. Este proceso se ha desarrollado y documentado a lo largo de los años con numerosos estudios científicos, sobre todo porque desempeña un papel fundamental en la industria del automóvil. A continuación se resumen algunas fuentes y estudios importantes sobre el tema:

Investigación académica: Universidades y organizaciones de investigación han publicado estudios sobre el rendimiento anticorrosivo del recubrimiento por electrodeposición catódica, su interacción con los materiales y los parámetros del proceso. Por ejemplo, Akafuah y sus colegas (2016) publicaron un exhaustivo artículo de revisión en el que examinaban la evolución del proceso de pintado de carrocerías de automóviles, detallando el desarrollo histórico y las mejoras modernas de la tecnología de cataforesis () (). Este estudio abordaba cuestiones como el aumento de la resistencia a la corrosión, el cambio a formulaciones respetuosas con el medio ambiente (por ejemplo, pinturas sin plomo) y la eficiencia energética en la transición de los sistemas anódicos de primera generación a los sistemas catódicos de alto rendimiento actuales. También a nivel académico, un estudio de Yargıç et al. (2021) examinó el rendimiento de los materiales de fundición forjados en caliente en diferentes condiciones de recubrimiento y evaluó la contribución del recubrimiento por electrodeposición catódica a la resistencia a la corrosión y al desgaste de estos materiales. Kılınç y Akyalçın (2022) investigaron cómo se mejoraba el comportamiento frente a la corrosión con un recubrimiento dúplex (por ejemplo, recubrimiento de zinc en escamas y pinturas de acabado) aplicado a superficies de acero recubiertas por cataforesis . Dichos estudios proporcionan orientación para la protección óptima del revestimiento por electrodeposición catódica solo o en sistemas combinados. De hecho, según una estadística comunicada por Kılınç (2019), se han obtenido miles de patentes en todo el mundo en relación con el revestimiento por electrodeposición catódica; esto es un indicio de la continua actividad de innovación y desarrollo ().

Tesis de máster y doctorado: También existen tesis académicas sobre el tema en Turquía. Por ejemplo, Özçanak (2008) ha realizado un estudio exhaustivo titulado "Investigación de los procesos de preparación de la superficie, secado y recubrimiento antes del recubrimiento por electrodeposición catódica" en su tesis de máster en la Universidad Técnica de Yıldız . En esta tesis, se investigó experimentalmente el efecto de los pretratamientos en la calidad de la cataforesis y se evaluaron los resultados de diferentes condiciones de fosfatado y secado. Este tipo de tesis son valiosas para analizar procesos reales de la industria en un entorno de laboratorio y hacer sugerencias de mejora. Del mismo modo, se han realizado tesis sobre temas como la química de las pinturas, la adherencia de los revestimientos y el análisis de los defectos de los revestimientos relacionados con la cataforesis en diversas universidades.

Informes de la industria y documentación técnica: Las principales industrias de automoción y fabricantes de pintura publican informes técnicos y guías sobre el proceso de cataforesis. Por ejemplo, las principales empresas de pintura, como PPG, Axalta y BASF, publican fichas técnicas y guías sobre el revestimiento por electrodeposición catódica. Un documento técnico de PPG describe detalladamente los pasos del proceso de cataforesis (pretratamiento, recubrimiento, aclarado y horno); se indica que la composición del baño es 80-90% agua y 10-20% sólidos , que el rendimiento del recubrimiento supera el 95% y que las condiciones típicas de curado son 190°C durante 20 minutos . Estos documentos son una fuente de referencia para ingenieros y técnicos de procesos. Una vez más, las especificaciones de materiales de las empresas de automoción son importantes referencias industriales; por ejemplo, fabricantes como Ford, GM, Volkswagen y Toyota han desarrollado normas que detallan las pruebas y propiedades que deben cumplir las imprimaciones de cataforesis. Estas especificaciones definen una serie de criterios, como el grosor del revestimiento, las horas de resistencia a las pruebas de sal, los resultados de las pruebas de impacto de piedras y el aislamiento eléctrico. Los proveedores de revestimientos por electrodeposición catódica demuestran que cumplen estos criterios con informes de pruebas que se ajustan a estas normas de los fabricantes de equipos originales.

Estudios energéticos y medioambientales: El consumo de energía y los impactos ambientales durante el funcionamiento de las instalaciones de cataforesis también son objeto de investigación. Por ejemplo, Akbaş et al. (2018) consideraron la línea de cataforesis como un proceso independiente al realizar el análisis del consumo energético de una planta de montaje de automóviles y revelaron dónde se podía ahorrar energía, especialmente en la cocción. Este estudio incluye datos orientativos para la industria sobre la optimización térmica de los hornos de cataforesis, los sistemas de recuperación y la eficiencia general de la línea. En cuanto al medio ambiente, hay informes técnicos sobre el tratamiento de aguas residuales (residuos de las cubas de fosfatado y pintura) y la reducción de emisiones de compuestos orgánicos volátiles. Por ejemplo, en los documentos BREF (Best Available Techniques Reference) publicados en la Unión Europea, se definen las mejores prácticas y técnicas de control de emisiones, incluida la cataforesis, para las instalaciones de revestimiento de superficies.

Normas y guías: Las organizaciones internacionales de normalización (ISO, ASTM, DIN, TS, etc.) han publicado algunas normas directamente relacionadas con la cataforesis. Por ejemplo, las normas ISO 10683 y EN 13858 , aunque están más relacionadas con los revestimientos de zinc-laminar, también cubren los requisitos para el uso de revestimientos electroforéticos como la cataforesis en elementos de fijación (). Además, ASTM dispone de métodos de ensayo normalizados específicos para los revestimientos electroforéticos (como ASTM B767 - medición del espesor de los revestimientos electroforéticos). Estas normas también se utilizan como referencia en estudios académicos.

Como resultado, existe una amplia gama de conocimientos teóricos y prácticos sobre el proceso de revestimiento por electrodeposición catódica. La investigación científica profundiza en el conocimiento del proceso, mientras que los documentos específicos de la industria proporcionan orientaciones para su aplicación. Las fuentes citadas en este informe y otras publicaciones similares son referencias importantes que revelan el desarrollo del revestimiento por electrodeposición catódica, las condiciones óptimas de aplicación y el control de calidad. Se prevé que en futuros estudios, el desarrollo de materiales respetuosos con el medio ambiente (por ejemplo, pretratamiento sin cromo de nueva generación, resinas que puedan curarse a temperaturas más bajas) y la optimización de procesos (por ejemplo, control de baños asistido por inteligencia artificial) estarán en primera línea. Este desarrollo continuo garantizará que el recubrimiento por electrodeposición catódica siga ocupando un lugar fundamental en diversas industrias.