Metales modernos: "Coloridos y más resistentes que el acero inoxidable"

Este artículo apareció originalmente en: https://www.modernmetals.com/item/15723-colorful-and-tougher-than-stainless.html

La escultura Vessel se eleva hacia el cielo de Manhattan como un faro de bronce. El diseño, inspirado en la Escalinata Española de Roma, es el elemento central de la plaza pública de los recientemente renovados Hudson Yards.

Este hito interactivo tiene 16 pisos de altura, 154 tramos de escaleras interconectadas, 80 descansillos y 2.465 escalones. Pero lo que hace única a esta estructura no son necesariamente sus enormes dimensiones. Es el uso de acero inoxidable PVD (deposición física de vapor) de color cobre.

Double Stone Steel, con sede en China, fabricó el actual producto PVD para el Vessel. Sin embargo, la empresa se ha asociado con Kloeckner Metals Corp, con sede en Roswell (Georgia), para fabricar, comercializar y vender los productos inoxidables recubiertos de PVD en Estados Unidos.

El plan de diseño del Vessel consiste en añadir coloridas estructuras que atraigan la mirada hacia arriba y hacia los elementos estéticos del lugar, ofreciendo a los residentes y a las empresas del lugar un tema colorido para disfrutar cada día como nunca se ha visto en la zona. Ya es una atracción popular, y se espera que atraiga a cientos y quizá miles de visitantes al día una vez finalizado el proyecto.

Un acuerdo de licencia con Double Stone Steel permite a Kloeckner Metals utilizar la tecnología patentada en Estados Unidos, lo que permite a la empresa fabricar PVD para el proyecto. Las dos empresas han formado una unión que, en última instancia, dará lugar a una forma totalmente nueva de que las empresas comerciales de Estados Unidos diseñen y coloreen la cara de sus edificios y estructuras.

Para los arquitectos comerciales, la tecnología está abriendo las puertas a la especificación de edificios y estructuras de colores con requisitos decorativos y de marca. A menudo, los elementos arquitectónicos y la carpintería metálica se combinan en color con casi cualquier acabado existente o previsto.

La asociación de Kloeckner Metals con Double Stone Steel ha dado lugar a aplicaciones nacionales en ámbitos más amplios y avanzados.

"Con el acuerdo, nos convertimos en el primer productor nacional de PVD a la escala a la que podemos producirlo", afirma Jamie Pfleger, Director de PVD de Kloeckner Metals. "Hay muchas máquinas de PVD más pequeñas a nivel nacional. Las empresas utilizan estas máquinas para joyería, teléfonos inteligentes y en la industria médica. Pero ninguna otra empresa nacional puede colorear chapas o piezas fabricadas con las dimensiones que nosotros podemos."

La empresa estadounidense produce chapas de acero inoxidable con revestimiento de PVD de hasta 60 por 144 pulgadas. Por el contrario, incluso las empresas asiáticas, que tradicionalmente se dedican a aplicaciones de PVD de mayor tamaño, producen planchas de 48 por 96 pulgadas o de 48 por 120 pulgadas.

Pfleger predice que el tamaño de las planchas y la disponibilidad nacional, especialmente con los problemas comerciales con China, impulsarán el interés por el PVD en EE.UU. "El PVD siempre se ha importado", afirma. "A nivel nacional, las empresas lo han evitado para proyectos a gran escala. No querían depender de plazos de entrega de 20 a 30 semanas".

¿Qué es el revestimiento PVD?

El proceso PVD (deposición física de vapor) genera un vapor metálico a partir de titanio o cromo mediante una acción de calentamiento y pulverización catódica. Una cámara de vacío deposita el vapor metálico sobre un sustrato donde se condensa y aplica un acabado coloreado. El proceso PVD de Kloeckner, que tarda entre 30 minutos y 1 ½ horas según el tono, da color al acero inoxidable.

"El color viene determinado por el blanco (elemento de sacrificio), el gas (argón, nitrógeno u oxígeno) utilizado en la cámara y la temperatura", explica Pfleger. Hay una amplia gama de tonos, desde el negro y el dorado hasta el cobalto y el verde esmeralda. También hay tonos personalizados si el cliente desea un color de marca.

Kloeckner puede aplicar revestimientos PVD a una gran variedad de superficies, incluidos productos de espejo, bobina y malla, así como materiales texturados. Aunque el sustrato adquiere un color brillante, el acabado mantiene la integridad y el aspecto del acero inoxidable.

"Como el acabado se adhiere a la superficie del sustrato a nivel de micras, se puede fabricar, cortar con láser y doblar sin que se agrieten los bordes", explica. "Sin embargo, no se puede soldar mucho, por lo que algunos clientes nos compran láminas coloreadas para, por ejemplo, los paneles de un ascensor, y luego nos envían pasamanos fabricados para aplicarles el color".

Kloeckner Metals instaló cuatro líneas de revestimiento PVD en su planta de Cincinnati. El enorme proyecto duró más de un año. "Había que tener en cuenta la electricidad, la energía, el agua y la distribución", dice Pfleger. "Nunca habíamos hecho esto antes. Somos un centro de servicio del acero, por lo que trabajamos con toneladas, rollos planos, carbono pesado y aluminio inoxidable, pero no con procesado, cámaras de vacío y piezas fabricadas."

Esta innovadora empresa cuenta con el asesoramiento técnico de su socio chino. Los técnicos de Double Stone Steel trabajan junto a sus operarios para ayudarles a dominar el proceso.

"Es todo un arte. No se marca una receta para obtener un color concreto, sino que se ajusta sobre la marcha", explica. "La atmósfera de las cámaras cambia a lo largo del día. A medida que cambia la atmósfera, hay que ajustar el gas, la temperatura y el tiempo para mantener la consistencia del color".

El proceso de PVD, muy laborioso, también requería nuevos equipos. Además de las cámaras de vacío, la empresa añadió una lavadora de láminas Bilco y cubas de ultrasonidos para lavar y enjuagar el producto. "No puede haber suciedad en el producto o habrá problemas de adherencia", explica Pfleger.

La empresa también instaló un sistema de pulverización catódica por magnetrón -el mayor de su tamaño en el mundo- para aplicar colores negro y azul y revestimientos antihuellas. Aplicar acabados azules o negros requiere una atención especial, explica Pfleger, porque los colores pueden ser inestables.

Ventajas de la PVD

Kloeckner Metals aplica el revestimiento de iones de titanio PVD de Double Stone, que mejora el rendimiento del acero inoxidable al aumentar la resistencia a la corrosión, los arañazos y el desgaste. De hecho, el acabado es más duro que el acero inoxidable. También resiste la corrosión del agua salada, por lo que es adecuado para entornos marinos.

La empresa también utiliza el proceso de vapor para adherir el revestimiento antihuellas a superficies de PVD. En cambio, la mayoría de las empresas aplican recubrimientos antihuellas a base de resina. Pero las resinas se desgastan rápidamente, deslucen el acabado del acero inoxidable y no se adhieren a superficies lisas como los espejos.

"Nuestro acabado antihuellas se adhiere bien a las superficies lisas y es translúcido", afirma Pfleger. "También ofrece un acabado antigrafiti. No se puede pintar con spray ni escribir en él con un Sharpie". El acabado está generando interés para zonas de mucho tránsito, como escaleras mecánicas, ascensores y paredes de vestíbulos."

El acabado antihuellas también repele el agua. Esto funciona bien en los exteriores de los edificios y con los equipos de la industria de la restauración. "En el sector alimentario, es muy fácil limpiar el agua y no mancha el acero inoxidable", afirma. "La gente está mirando este producto para las puertas de los hospitales, los zócalos, cualquier cosa que tengan que limpiar a menudo".

Un futuro de colores brillantes

"Los productos con revestimiento de PVD nos abren nuevas áreas de negocio. El número uno es el mercado arquitectónico", afirma Pfleger. Otros mercados son las piezas de recambio para camiones pesados, equipos de restauración, suministros médicos e instalaciones artísticas.

Pfleger informa de que Kloeckner Metals ve menos competencia para los revestimientos PVD en el mercado nacional que para sus productos de acero al carbono. "Hay otras formas de colorear el acero inoxidable, pero son muy cáusticas y ácidas", afirma. "Además, las empresas que utilizan estas técnicas rara vez hacen formas estructurales, como pasamanos, tuercas y tornillos. Esto nos abre muchas puertas a nosotros y a nuestros clientes arquitectos y diseñadores".

Actualmente, Kloeckner Metals realiza un turno de PVD al día, por lo que hay margen para crecer, según Pfleger.

"Estamos al principio del proceso, pero nuestras ventas de metales PVD desde principios de año hasta ahora han aumentado hasta un 500% al mes. Hemos triplicado las ventas del año pasado. Si podemos volver a hacerlo el año que viene, estaremos muy satisfechos por lo que hemos conseguido en muy poco tiempo", afirma.

A corto plazo, el objetivo es aumentar el negocio hasta que las cámaras de Cincinnati funcionen 24 horas al día, siete días a la semana. Tras este aumento, Pfleger predice que Kloeckner Metals añadirá cámaras a otras instalaciones norteamericanas.

Tiene sentido, añade, y comenta que dos clientes del sector de la arquitectura expresaron su sincero entusiasmo por contar con un proveedor estadounidense de productos metálicos de PVD. "Ambos hicieron el mismo comentario: 'No tenéis suficientes (cámaras)'. Saben lo grande que puede ser esto", afirma. "Pero fuimos muy intencionados a la hora de añadir capacidades de PVD. Este año ha sido el de la instalación final, el del buen funcionamiento de los equipos y el de la implantación de las mejores prácticas. Estamos listos para centrarnos en construir nuestra base de clientes." Más información: architects.kloecknermetals.com.

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