Resumen de Diseño y construcción de una máquina Dip Coater para la obtención de recubrimientos de SiO2 mediante la técnica sol-gel

Julieth Alejandra Ospina Calderón, Camila Alejandra Lota Mendoza, Brayan Stick Betin Bohórquez, Carlos Arturo García Gómez, Rolando Javier Rincón Ortiz, Daniel Llamosa Pérez

• español

  El presente documento presenta el diseño, la construcción y el análisis de resultados de una máquina denominada Dip Coater, un equipo empleado para la obtención de recubrimientos sobre diversos materiales, cuya técnica se basa en la inmersión y la extracción controlada de un sustrato en una solución. El trabajo da cuenta de la construcción de este equipo, que emplea, principalmente, un motor PAP y un microcontrolador Arduino Mega 2560, en el laboratorio de nanomateriales de la Universidad Antonio Nariño. El desarrollo del equipo tuvo cuatro fases: diseño, proptotipado, construcción y validación. El Dip Coater ofrece un control ajustable de parámetros tales como la velocidad de inmersión/extracción, los tiempos de inmersión y secado, el número de ciclos de inmersión y el desplazamiento de inmersión, por lo que en esta investigación se evaluó la respuesta interacción usuario-máquina y el comportamiento de la velocidad de extracción con diferentes masas. La reproducibilidad de los recubrimientos se estudió con el cambio de masa de estos en función de la velocidad de extracción. También se muestra la caracterización morfológica y físico-química de un recubrimiento sol-gel de SiO2 con propiedades anticorrosivas que pueden ser ajustadas por los parámetros del equipo Dip Coater. Finalmente, dentro de este proyecto logró diseñar y construir un instrumento científico competitivo que reúne características similares a las de los equipos comerciales.

• English

  This document presents the design, construction, and analysis of results of the Dip Coater machine, a piece of equipment that is used to obtain thin film on various materials, using a technique that is based on the controlled immersion and extraction of a substrate into a solution. The work reports on the construction of this piece of equipment, which mainly uses a PAP engine and an Arduino Mega 2560 microcontroller, carried out in the nano-materials laboratory of the Antonio Nariño University, and that involved four phases: design, prototyping, construction, and validation. The Dip Coater offers an adjustable control of parameters: immersion/extraction speed, immersion and drying times, number of immersion cycles, and immersion displacement; so in this research, we evaluated the user-machine interaction response and the behavior of the extraction speed with different masses. The reproducibility of the coatings was studied as the mass changes according to the speed of extraction. The morphological and physical-chemical characterization of a sol-gel SiO2 coating is also shown, together with the anti-corrosive properties that can be adjusted by the parameters of the Dip Coater. Finally and within this project, it was possible to design and build a competitive scientific instrument with similar characteristics to those of the commercial equipment.

• français

  Ce document présente la conception, construction et analyse des résultats d'un appareil nommé Dip Coater utilisé pour l’obtention de revêtements sur divers matériaux dont la technique se base sur l'immersion et l'extraction contrôlée d'un substrat en solution. Les travaux rendent compte de la construction, dans le laboratoire de nanomatériaux de l'Université Antonio Nariño, de cet appareil munit d’un moteur PAP et d’un microcontrôleur Arduino Mega 2560. La processus de création de cet équipement s'est déroulé en quatre phases: conception, prototypage, construction et validation. Le Dip Coater offre un contrôle de paramétrage tels que la vitesse d'immersion / extraction, les temps d'immersion et de séchage, le nombre de cycles d'immersion et le déplacement par immersion. Nous avons de plus, lors de cette investigation, évalué la réponse d'interaction de l'utilisateur avec la machine et le comportement de la vitesse d'extraction de différentes masses. La reproductibilité des revêtements et leur changement de masse ont ici été analysés en fonction de la vitesse d'extraction. Une caractérisation morphologique et physico-chimique d'un revêtement sol-gel SiO2 aux propriétés anticorrosives pouvant être ajustées via les paramètres de l'équipement Dip Coater sera également présentée. Enfin, ce projet a permis de concevoir un instrument scientifique compétitif aux caractéristiques similaires à celles des appareils disponibles sur le marché.

• português

  O presente documento apresenta o desenho, a construção e a análise de resultados de uma máquina denominada Dip Coater, empregada para a obtenção de recoberturas sobre diversos materiais, cuja técnica se baseia na imersão e a extração controlada de um substrato em uma solução. O trabalho apresenta a construção desta máquina, que emprega, principalmente, um motor PAP e um microcontrolador Arduino Mega 2560, no laboratório de nanomateriais da Universidade Antonio Nariño. O desenvolvimento da máquina teve quatro fases: desenho, prototipado, construção e validação. A Dip Coater oferece um controle ajustável de parâmetros tais como a velocidade de imersão/extração, os tempos de imersão e secado, o número de ciclos de imersão e a deslocação de imersão. Nesta pesquisa se avaliou a resposta interação usuário-máquina e o comportamento da velocidade de extração com diferentes massas. A reprodutividade das recoberturas estudou-se com a mudança de massa destas em função da velocidade de extração. Também se mostra a caracterização morfológica e físico-química de uma recobertura sol-gel de SiO2 com propriedades anticorrosivas que podem ser ajustadas pelos parâmetros da máquina Dip Coater. Finalmente, dentro deste projeto se conseguiu desenhar e construir um instrumento científico competitivo que reúne características similares às das máquinas comerciais.