Los días 2 y 3 de abril de 2025, los ingenieros de materiales y superficies volvieron a reunirse en Chemnitz, Capital Europea de la Cultura este año, con motivo del Coloquio sobre Tecnología de Materiales. La participación en el evento anual fue mayor que nunca.
El 24º Coloquio de Tecnología de Materiales (WTK) fue organizado por el Instituto de Ciencia e Ingeniería de Materiales (IWW) de la Universidad Politécnica de Chemnitz. El lema del acto era "El mundo académico se encuentra con la industria". La invitación fue aceptada por 220 participantes nacionales e internacionales, la mayor asistencia a un WTK hasta la fecha. Los organizadores están muy orgullosos de este resultado.
En su discurso de apertura, el Prof. Dr. Thomas Lampke, Catedrático de Tecnología de Materiales y Superficies de la Universidad Tecnológica de Chemnitz, se refirió a la evolución de la WTK hasta convertirse en una conferencia internacional, que ahora se celebra casi íntegramente en inglés. También subrayó su confianza en la comunidad científica.
El Profesor Dr. Jonas Hensel, Decano de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Politécnica de Chemnitz, expresó su satisfacción por poder pronunciar un discurso de bienvenida en la WTK el segundo día de su mandato. En particular, destacó el compromiso constante de la IWW y la importancia de la WTK para la industria como plataforma de intercambio científico.
El Prof. Dr. Lech Pawlowski, de la Universidad de Limoges/Francia, doctor honoris causa por la Facultad de Ingeniería Mecánica y experto internacional en revestimientos térmicos, pronunció también un discurso de bienvenida con buenos deseos para el evento.
Fiel al lema de la WTK de este año, el programa de conferencias comenzó con los siguientes discursos de apertura a cargo de start-ups y empresas industriales:
- Amazemet (Varsovia): Desarrollo y suministro de dispositivos de atomización por ultrasonidos
- 3D-Micromac AG (Chemnitz): micromecanizado por láser de diversos materiales utilizando láseres de pulso corto y ultracorto, así como láseres de onda corta.
- Polytec GmbH (Waldbronn): Vibrometría láser Doppler
- Chemnitzer Werkstoffmechanik GmbH (Chemnitz) junto con Kammrath & Weiss GmbH (Schwerte): Desarrollo de métodos de medición óptica con correlación digital de imágenes, para la caracterización in situ del comportamiento de materiales mediante microscopía óptica o electrónica
- CMMC GmbH (Chemnitz): Desarrollo de una nueva tecnología de colada para la producción de polvos compuestos AMC (Aluminium Matrix Composite)
Las empresas Kulzer GmbH, Netzsch Gerätebau GmbH (análisis térmico, análisis de emisiones), Brenscheidt Galvanik Service GmbH (consultoría, servicios de laboratorio), Diamant Polymer GmbH (fabricante de polímeros, materiales compuestos, agentes impregnantes), Carl Zeiss Microscopy GmbH y Cloeren Technology GmbH (metalografía y preparación de muestras) también se presentaron en la exposición industrial situada en el vestíbulo de las salas de conferencias.
El programa de conferencias se completó con 13 contribuciones en forma de póster. Estos pósters también se presentaron en el vestíbulo y se introdujeron en breves charlas. Una bonita tradición es que los tres mejores pósters, seleccionados mediante votación electrónica, sean premiados en el acto nocturno del primer día de la conferencia. El primer puesto fue para Pratidhwani Biswal (Fraunhofer IGP Rostock) con el tema "Thermally sprayed coating for soilless cultivation". El segundo puesto fue para Robert Rimpel (TU Chemnitz) con el tema "Evaluation of the Schaeffler diagram as a prediction model for property determination in functionally graded manufacturing using plasma powder cladding" y el tercero para LukአVáclavek (Universidad de Olomouc) con el tema "Characterisation of the mechanical properties of CrN-TiN coatings deposited using advanced sputtering methods".
El programa de la conferencia contenía un total de 62 presentaciones. A continuación se resumen algunas de ellas.
Premio al mejor póster, con el Prof. Dr. Thomas Lampke (izq.)
Materiales compuestos
En su ponencia general, el Prof. Dr. Bodo Fiedler, de la Universidad de Hamburgo, abordó los principales retos que plantea la correcta determinación de las propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas de los materiales compuestos de alto rendimiento (compuestos de fibra y plástico). En particular, informó sobre los enfoques para medir las propiedades eléctricas y la conductividad térmica. Estas investigaciones fundamentales se complementan y continúan con métodos matemáticos.
En la siguiente ponencia, el Dr. Andreas Todt, de Fraunhofer ISC Münchberg, trató de las innovadoras estructuras tubulares para pequeños satélites. Mediante un proceso de infiltración de resina, seguido de pirólisis y siliconización, las preformas textiles se convirtieron en el material compuesto cerámico C/C-SiC. Los demostradores tubulares de C/C-SiC resultantes cumplen los estrictos requisitos de la industria aeroespacial, tales como bajo peso, alta resistencia y baja dilatación térmica.
El Prof. Dr. Alexander Delp, de la Universidad de Dortmund, presentó estudios sobre la caracterización del comportamiento de deformación en función de la humedad y la temperatura del material compuesto de fibra vulcanizada. La fibra vulcanizada ACC (all-cellulose composite), un papel de celulosa convertido catalíticamente, presenta propiedades materiales similares a las de los termoplásticos, pero muestra una mayor resistencia a la abrasión y a la temperatura, propiedades antiestáticas y también sensibilidad a la humedad. Se ha demostrado que es posible identificar la influencia de las formulaciones del papel en las propiedades de conformado.
Fabricación aditiva
La presentación de Kai Treutler, de la Universidad de Clausthal, se centró en el desarrollo de un revestimiento antidesgaste que no contiene componentes de níquel ni cobalto. Se investigaron los aluminuros de hierro que proporcionan una protección suficiente contra el desgaste, y es posible aplicar un revestimiento antidesgaste de aluminuro de hierro a un sustrato de acero mediante el recubrimiento con polvo de plasma. Como los elementos hierro y aluminio por sí solos no son suficientes para obtener un revestimiento de protección contra el desgaste de alta calidad, se investigaron elementos de aleación adicionales y su influencia en la microestructura.
Tecnologías superficiales químicas y galvánicas
En su conferencia general sobre electroconformado, el Dr. Markus Guttmann, del KIT Karlsruhe, ofreció información sobre las aplicaciones industriales conocidas y el desarrollo de procesos de fabricación para la producción de moldes micro y nanoestructurados (cuñas) de níquel para el moldeo por inyección de componentes de plástico, metal o cerámica. En concreto, habló de aplicaciones para células solares en las que se creó una estructura de pétalo de rosa para reducir la reflexión. Esto aumenta considerablemente el rendimiento lumínico de las células. Así, la reflexión puede reducirse a menos del 1%. La microestructura natural (pétalo de rosa) puede producirse mediante estructuración láser para su uso a gran escala.
Uno de los mayores retos de una futura central de fusión es la extracción de calor de los llamados "blancos desviadores", los componentes más importantes del módulo reproductor, informó a continuación el Dr. Carsten Bonnekoh, del KIT Karlsruhe. El concepto básico utiliza tungsteno como material del lado del plasma y una aleación de cobre como disipador térmico subyacente. En el KIT de Karlsruhe, la conexión se realiza mediante capas intermedias electrodepositadas.
Otra ponencia de esta sesión, a cargo del Dr. Mehri Hashemzadeh, de Innovent Jena, trató de la influencia de los aditivos oxalato y citrato en las llamadas chispas blandas en el PEO (proceso de oxidación electrolítica por plasma) de la aleación Al6082. El oxalato sódico prolongó la duración del modo de corriente constante, mientras que el citrato sódico la acortó. Ambos aditivos mejoran la resistencia al desgaste y proporcionan una excelente resistencia a la corrosión tras 1.000 h de exposición a niebla salina.
Igor Danilov, TU Chemnitz, presentó una simulación 2D de la formación de la capa barrera durante la fase inicial de PEO. Las simulaciones multifísicas son un método adecuado para comprender mejor la dinámica del proceso de PEO y evaluar el crecimiento transitorio de la capa en la superficie del ánodo. El modelo de alto campo se utilizó para calcular el crecimiento de la capa de óxido en función de la carga eléctrica transmitida.
Visita al laboratorio de IWW
Aleaciones de níquel
Las espumas de níquel y aleaciones de níquel son excelentes materiales portadores para muchas aplicaciones diferentes, como filtros, materiales catalizadores y electrodos de baterías. El Dr. Anton Salomon, del Instituto Fraunhofer IFAM de Dresde, habló de las investigaciones sobre las modificaciones superficiales de las espumas de níquel para diversas aplicaciones. El tratamiento térmico personalizado como paso final del proceso es crucial para la estabilidad de las espumas aleadas. Se analizaron la cadena de procesos, el tratamiento de superficies, la aleación y el tratamiento térmico, así como la aplicación de las espumas de níquel en ámbitos como el tratamiento de aguas y la filtración.
Tecnología del hidrógeno
El Dr. Andrea Zaffora (Universidad de Palermo) presentó las capas porosas electrodepositadas para la funcionalización de electrodos de electrólisis de agua alcalina. Propuso capas de transporte porosas catódicas y anódicas funcionalizadas mediante procesos de electrodeposición optimizados para trabajar en un entorno alcalino. Se investigaron capas catalíticas que contienen níquel sin metales del grupo del platino utilizando como sustrato una malla de acero inoxidable.
Sebastian Kaiser, de BAM Berlín, presentó un estudio sobre la evaluación de las condiciones del proceso de soldadura y los cordones de soldadura para tuberías de hidrógeno a presión. Dado que el hidrógeno puede ser absorbido por el material de las tuberías, existe el riesgo de que la solubilidad en hidrógeno de los materiales aumente significativamente si es necesario realizar trabajos de soldadura en tuberías presurizadas.
Ponencias plenarias de alto nivel, revestimientos hechos con residuos de polvo reciclado
En la mañana del segundo día de la conferencia, los discursos plenarios del Dr. Lukas Wojarski, de la Universidad Técnica de Dortmund, sobre el tema "Laboratorios digitales en la enseñanza universitaria" y del Prof. Dr. Sebastian Härtel, de la BTU de Cottbus, que presentó conceptos pioneros para el reciclado de residuos de virutas metálicas mediante tecnologías aditivas, atrajeron una gran atención. Lo mismo ocurrió con las contribuciones sobre la digitalización centrada en el ser humano, que abordaron cuestiones como las relaciones sostenibles entre el ser humano y la tecnología, la adquisición y sistematización de conocimientos especializados y la visualización adaptativa de parámetros de proceso, por ejemplo para el diseño de procesos de recubrimiento. Esto permite tomar decisiones comprensibles que conducen a procesos eficientes y eficaces.
La conferencia final corrió a cargo del Prof. Dr. Shrikant Joshi, de la Universidad de Ciencias Aplicadas del Oeste, Trollhättan/Suecia, quien, como miembro del Salón de la Fama de la Sociedad de Pulverización Térmica, vuelve a realizar una estancia de investigación más larga en la IWW como científico invitado y participa en una amplia gama de actividades científicas. Utilizando el ejemplo de la pulverización térmica, aportó interesantes conocimientos sobre el desarrollo de la tecnología de superficies para superar retos tecnológicos que requieren una intensa investigación básica y relacionada con las aplicaciones. Las sorprendentes propiedades de los revestimientos fabricados a partir de residuos de polvo reciclado también hicieron que los expertos se fijaran en ellos.
Al final de la 24ª WTK, el Prof. Dr. Guntram Wagner, TU Chemnitz, IWW, Catedrático de Composites y Materiales Compuestos, agradeció a todos los ponentes sus interesantes contribuciones científicas y les invitó cordialmente a la 25ª WTK en 2027.
La velada de clausura de la primera jornada de conferencias tuvo lugar en el Hotel Chemnitzer Hof y reunió a todos en una acogedora tertulia. Chemnitz será la Capital Europea de la Cultura en 2025, por lo que los organizadores tendieron un puente entre la 24ª WTK y los numerosos actos que tendrán lugar en Chemnitz ese año. Durante el acto vespertino, la Dra. Barbara Waske, del Museo Industrial de Chemnitz, ofreció una presentación informativa sobre el cambio estructural de la ciudad industrial de Chemnitz en la historia reciente, con todos sus altibajos. La exposición del mismo nombre en el Museo Industrial de Chemnitz "Colas de transformación - Historias de cambio" forma parte del programa de la Capital de la Cultura. El ponente logró establecer la interacción entre sociedad, tecnología y cultura utilizando el ejemplo de Chemnitz y otras ciudades europeas afectadas de forma similar por el cambio. El coloquio concluyó con una visita opcional al laboratorio de la IWW, que muchos aprovecharon antes de volver a casa. El coloquio volvió a ser todo un éxito, con un atractivo programa de conferencias, una exposición industrial informativa, presentaciones entretenidas en la exposición de carteles y un exitoso acto nocturno.
