Adhesivado de piezas caucho-metal mediante el proceso de … · 2013-04-26 · Caucho Metal...

Adolfo José Sáenz Moracia

Adhesivado de piezas caucho-metal mediante el proceso de inmersión

Francisco Javier Marrodán Esparza

Proyecto Fin de Carrera

Ingeniería Mecánica

2012-2013

Título

Autor/es

Director/es

Facultad

Titulación

Departamento

PROYECTO FIN DE CARRERA

Curso Académico

© El autor© Universidad de La Rioja, Servicio de Publicaciones, 2013

publicaciones.unirioja.esE-mail: [email protected]

Adhesivado de piezas caucho-metal mediante el proceso de inmersión, proyectofin de carrera

de Adolfo José Sáenz Moracia, dirigido por Francisco Javier Marrodán Esparza (publicadopor la Universidad de La Rioja), se difunde bajo una Licencia

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UNIVERSIDAD DE LA RIOJA

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

TITULACIÓN: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL,

ESPECIALIDAD MECÁNICA

TÍTULO DEL PROYECTO FIN DE CARRERA:

ADHESIVADO DE PIEZAS CAUCHO METAL MEDIANTE EL PROCESO DE

INMERSIÓN

DIRECTOR DEL PROYECYO: D. FRANCISCO JAVIER MARRODÁN ESPARZA

DEPARTAMENTO: INGENIERÍA MECÁNICA

ALUMNO: D. ADOLFO JOSÉ SÁENZ MORACIA

CURSO ACADEMICO: 2012/2013

CONVOCATORIA: 8 FEBRERO 2013

ADHESIVADO DE PIEZAS CAUCHO-METAL MEDIANTE EL PROCESO DE INMERSIÓN

Proyecto fin de carrera

I.T.I. Especialidad en Mecánica


ÍNDICE GENERAL

DOCUMENTO NÚMERO UNO: RESUMEN DOCUMENTO NÚMERO DOS: MEMORIA DOCUMENTO NÚMERO TRES: ESTUDIO

ECONÓMICO DOCUMENTO NÚMERO CUATRO: ENSAYOS DOCUMENTO NÚMERO CINCO: CONCLUSIONES

DOCUMENTO NÚMERO SEIS: BIBLIOGRAFIA

Y ANEXOS

Logroño, Febrero de 2013.

El alumno de Ingeniería, especialidad en Mecánica.

Fdo. Adolfo José Sáenz Moracia



DOCUMENTO NÚMERO UNO:

RESUMEN TITULACIÓN: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL,



ADHESIVADO DE PIEZAS CAUCHO-METAL MEDIANTE EL PROCESO DE

INMERSIÓN






ADHESIVADO DE PIEZAS CAUCHO-METAL MEDIENTE EL PROCESO DE INMERSIÓN




ÍNDICE

RESUMEN






RESUMEN TITULACIÓN: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL,




INMERSIÓN








I.T.I. Especialidad en Mecánica 1


Índice 1. Introducción .................................................................................................................. 2

2. Objeto ........................................................................................................................... 5

3. Alcance ......................................................................................................................... 6

4. Resumen ....................................................................................................................... 7





1. Introducción

Caucho Metal Productos S.L. es una compañía con sede en Logroño, La Rioja,

que se dedica al desarrollo, fabricación y suministro de componentes antivibratorios de

caucho y caucho-metal, para los mercados de Automoción, Ferrocarriles y Vehículos

Agrícolas e Industriales. Fundada en 1985 como compañía independiente, actualmente

cuenta con 696 empleados, cinco plantas productivas: en España, una en Logroño (La

Rioja) y una planta de montajes en Abrera (Barcelona), una en Valhinos (Brasil), en

Sibiu (Rumania) y en China así como un Centro Técnico en Logroño y una oficina

comercial e ingeniería residente en Limburgerhof (Alemania) . En 2007 las ventas

superaron los 99 millones de euros, de las que más de un 55 % correspondieron a la

exportación.

Actualmente, la investigación y desarrollo son campos claves para el desarrollo

de cualquier empresa, especialmente en entornos globalmente tan competitivos como en

el que se encuentra CAUCHO METAL PRODUCTOS. Por esta razón su esfuerzo como

empresa está dedicado en gran medida al desarrollo de producto e I+D.

Para ello, cuentan con un novedoso Centro Técnico, situado en Logroño, y que

representa el 10% de la superficie total construida entre todas las plantas, donde aúnan

todos sus esfuerzos en materia de diseño e I + D, contando con todos los recursos

técnicos, económicos y humanos necesarios con el que generan el know-how para el

desarrollo y fabricación de sus productos, así como las herramientas de cálculo,

simulación y ensayo necesarias.

A nivel técnico disponen de un laboratorio de simulación y cálculo con

herramientas de diseño y desarrollo tales como CAD, I-DEAS, PRO-ENGINEER,

UNIGRAPHICS y CATIA, además de software específico para materiales elastómeros

como MARC + y MENTAT. Cuentan, a su vez, con inyectoras REP, prensas de

vulcanizado por compresión, calibrado, conformado y montaje, permitiéndonos una





gran capacidad en el desarrollo de prototipos. Toda la información de desarrollo del

producto se gestiona con PLM "Team Center".

Cuentan con un equipo de más de veinte profesionales titulados dedicados en

exclusiva a la investigación, diseño y desarrollo de producto, y cuyo número se

incrementa cada año. A su vez, cuentan con ayuda de colaboradores externo como el

Centro Politécnico Superior de la Universidad de Zaragoza, el Instituto Tecnológico de

Aragón (ITA), la Universidad de La Rioja, el Centro de Estudios e Investigaciones

Técnicas español (CEIT).

Con todo esto, y una inversión anual en I+D superior al 3% de la facturación

total, CAUCHO METAL PRODUCTOS está capacitada para ofrecer soluciones

técnicas avanzadas de una manera rápida, barata y eficaz.

Para garantizar la máxima calidad, confort, resistencia y durabilidad de sus productos,

todas las piezas y prototipos son sometidos, antes de entrar en producción, a diversos

tipos de pruebas, simulando todas las condiciones posibles durante la vida del producto,

incluyendo la más adversas y extremas.

Para ello disponen, dentro del Centro Técnico de Logroño, de un completo

banco de pruebas dotado de modernas máquinas donde las piezas son sometidas a

ensayos y pruebas bajo la supervisión de sus expertos.

Cuentan con equipos de ZWICK para ensayos de rigidez estática, equipos SHENCK

Hydropuls para ensayos dinámicos, bancos de pruebas de durabilidad con multi-

actuadores con varios ejes simultáneos bajo condiciones de temperatura, humedad

determinada y banco de ensayo CREEP. Así como cámaras de salinidad y ensayo

climático (-40º +150ºC de temperatura y 15 – 98% de humedad).

Están disponibles también equipos RDL que producen cargas registradas en el

vehículo.





Del mismo modo, disponen también de un laboratorio de ensayo de caucho, para

garantizar la calidad del mismo, y donde es sometido a pruebas de temperatura,

compresión, vulcanización o abrasión, entre otras, y donde se homologan los distintos

tipos y mezclas de goma adecuadas a nuestros procesos productivos.





2. Objeto

El objeto del presente proyecto consiste en evaluar, investigar y comprobar el

cambio de un proceso productivo como es el adhesivado de piezas caucho-metal.

Actualmente desde los inicios de la producción se emplea un sistema de pulverización.

Mediante este proyecto se contempla el cambio al proceso de inmersión. Dentro de unas

pautas de calidad exigidas por el cliente en cuanto a despegues y rotura por fatiga. En la

parte de fatiga si existe la posibilidad de realizarlo.

También ha sido necesario este planteamiento por exigencias de los clientes,

además por supuesto del factor económico.





3. Alcance

El presente proyecto será de aplicación en el ámbito industrial, dentro del sector

de automoción, ya que el producto final son componentes antivibratorios y otros

productos de caucho, para dicha industria. Tiene un enfoque eminentemente practico,

ya que se van han a conocer de forma objetiva unas pautas, un coste económico así

como unas metodología de trabajo.

También será muy importante para el equipo directivo de la empresa puesto

tendrá un mayor conocimiento sobre todo en el aspecto económico, para un futuro

cambio al proceso de inmersión.

En este proyecto solo nos limitaremos a realizar diferentes pruebas a modo de

prototipo para el cálculo de diferentes parámetros y tiempos. Con la obtención de los

datos se dará una conclusión. Además de un estudio de costes del proceso actual

(adhesivado mediante pulverización) para poder realizar la comparación.





4. Resumen

Este proyecto es el primer paso a dar, ya que no se conoce, ni se tiene datos

sobre el actual ni tan poco sobre proceso de inmersión. Solo se intuye una serie de

problemas, que pueden ser solucionados por el nuevo proceso. Las actuaciones a seguir

durante este proyecto son las siguientes;

1. Toma de datos del proceso actual

2. Pruebas mediante unas pequeñas muestras en proceso de inmersión

3. Comparación de datos obtenidos

4. Resumen y valoración final

Tras la finalización del presente proyecto se conocerá de manera más eficaz si,

es conveniente el cambio a este nuevo proceso de adhesivado, o por el contrario el

actual se mantiene vigente. Todo ello medido sobre múltiples parámetros. Por ello hasta

la finalización del proyecto no se conocerá si el trabajo ha sido positivo y de aplicación

industrial.



DOCUMENTO NÚMERO DOS:

MEMORIA TITULACIÓN: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL,




INMERSIÓN






ADHESIVADO DE PIEZAS CAUCHO-METAL MEDIANTE EL PROCESO DE INMERSION




ÍNDICE

MEMORIA






MEMORIA TITULACIÓN: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL,




INMERSIÓN










Índice General

1. Antecedentes ............................................................................................... 5

1.1 Vulcanizado ...................................................................................................... 5

1.1.1 Pasos del vulcanizado de una pieza caucho-metal ..................................... 5

2. Unión caucho-metal .................................................................................... 7

2.1 Introducción ...................................................................................................... 7

2.2 Procedimientos para la adherencia de elastómeros a metales .......................... 9

2.3 Preparación de los metales ............................................................................. 10

2.4 Adhesión mediante complejos proteína-látex................................................. 11

2.5 Adhesión mediante termoprenos .................................................................... 11

2.6 Adhesión mediante polímeros clorados .......................................................... 11

2.7 Adhesión mediante poliisocianatos ................................................................ 12

2.8 Composición de sustancias ligantes para la unión caucho-metal ................... 12

3. Introducción al adhesivado ....................................................................... 13

3.1 Energía superficial .......................................................................................... 14

3.2 Estado superficial ........................................................................................... 15

3.3 Espesor ........................................................................................................... 16

3.4 Características de los polímeros ..................................................................... 16

3.5 Proceso de curado ........................................................................................... 18

3.6 Tipos de adhesivos ......................................................................................... 19

3.6.1 Introducción .............................................................................................. 19

3.6.2 Adhesivos termoestables .......................................................................... 19

3.6.2.1 . Adhesivos de urea formaldehido ..................................................... 19

3.6.2.2 . Adhesivos de fenol formaldehido ................................................... 21

3.6.2.3 . Adhesivos de melanina formaldehido ............................................. 23

3.6.2.4 . Adhesivos de resorcina/fenol formaldehido .................................... 24

3.6.2.5 . Adhesivos Epoxi ............................................................................. 25

3.6.2.6 . Adhesivos poliisocianatos ............................................................... 32

3.6.2.7 Adhesivos de poliéster ...................................................................... 33

3.6.3 Adhesivos termoplásticos ......................................................................... 33

3.6.3.1 . Adhesivos polivinilicos ................................................................... 33

3.6.3.2 . Adhesivos acrílicos ......................................................................... 36

3.6.3.3 Adhesivos de poliamida .................................................................... 38

3.6.3.4 . Adhesivos de fusión en caliente (hot-melt) ..................................... 39

3.6.3.5 . Adhesivos bipolimericos ................................................................. 39

3.7 Métodos de aplicación .................................................................................... 41

3.7.1 Manual (Brocha) ....................................................................................... 41

3.7.2 Pulverización ............................................................................................ 41

3.7.3 Inmersión .................................................................................................. 42

3.8 Preparación del adhesivo ............................................................................... 42

3.9 Preparación de la superficie ............................................................................ 44

3.9.1 Preparación de la superficie de metales .................................................... 45





3.9.2 Preparación de las superficies de polímeros (plásticos) ........................... 48

3.10 . Operaciones auxiliares al adhesivado ........................................................ 49

3.10.1 Fosfatado .................................................................................................. 49

3.10.2 Granallado ................................................................................................ 50

3.10.3 Desengrasado ............................................................................................ 51

4. Adhesivado por pulverización .................................................................. 53

4.1 Datos Generales .............................................................................................. 53

4.1.1 Bombo ...................................................................................................... 53

4.1.1.1 . Introducción .................................................................................... 53

4.1.1.2 . Método de aplicación del adhesivo ................................................. 56

4.1.2 Cabina de adhesivo ................................................................................... 56

4.1.2.1 . Introducción .................................................................................... 56

4.1.2.2 . Fases para la aplicación del adhesivo en cabina ............................. 59

5. Adhesivado por inmersión ........................................................................ 62

5.1 Introducción .................................................................................................... 62

5.1.1 Medios necesarios .................................................................................... 62

5.2 Preparación de las piezas ................................................................................ 64

5.2.1 Tomar el cero de las piezas....................................................................... 64

5.2.1.1 Calibración del 0 pieza ...................................................................... 65

5.3 Adhesivado por inmersión .............................................................................. 67

5.4 Medida del espesor de capa ............................................................................ 71

5.5 Posibles problemas ......................................................................................... 72

5.6 Maquina prototipo de producción .................................................................. 75

5.6.1 Introducción .............................................................................................. 75

5.6.2 Esquema general del proceso de inmersión .............................................. 76

5.6.2.1 . Carga ............................................................................................... 77

5.6.2.2 Precalentamiento ............................................................................... 78

5.6.2.3 . Aplicación del adhesivo .................................................................. 79

5.6.2.4 . Secado ............................................................................................. 82

5.6.2.5 . Descarga .......................................................................................... 83

6. Ensayos de laboratorio.............................................................................. 85

6.1 Introducción .................................................................................................... 85

6.2 Estáticos .......................................................................................................... 85

6.2.1 Ensayo de tracción .................................................................................... 86

6.2.2 Ensayo de compresión .............................................................................. 87

6.2.3 Ensayo radial ............................................................................................ 87

6.3 Dinámicos ....................................................................................................... 88

6.4 Adhesión ......................................................................................................... 89

6.5 Fatiga .............................................................................................................. 89





Índice Imágenes Imagen 1: Caucho natural ..................................................................................... 5

Imagen 2: Caucho natural ..................................................................................... 6

Imagen 3: Caucho crudo ....................................................................................... 6

Imagen 4: Diferentes tipos de insertos .................................................................. 6

Imagen 5: Vista general prensa ............................................................................. 7

Imagen 6: Bidones Adhesivo Cilbon 24 ............................................................. 42

Imagen 7: Medición copa Ford ........................................................................... 43

Imagen 8: Mezclador de adhesivo ...................................................................... 43

Imagen 9 : Etiqueta de adhesivo ......................................................................... 44

Imagen 10: Pieza sin fosfatar .............................................................................. 49

Imagen 11: Pieza fosfatada ................................................................................. 49

Imagen 12: Granalla ........................................................................................... 50

Imagen 13: Granalladora vista general ............................................................... 51

Imagen 14: Detalle tambor o cuba ..................................................................... 51

Imagen 15: Cuba ................................................................................................. 51

Imagen 16: Desengrase ....................................................................................... 52

Imagen 17 : Resistencia aleteada ........................................................................ 54

Imagen 18 : Equipo de calentamiento................................................................. 54

Imagen 19 : Cuadro eléctrico .............................................................................. 54

Imagen 20 : Vista general del bombo de adhesivado ......................................... 55

Imagen 21: Cuba y pistolas ................................................................................. 56

Imagen 22 : Baterías resistencias ........................................................................ 57

Imagen 23 : Bomba de adhesivo ......................................................................... 58

Imagen 24 : Control de las pistolas de adhesivado ............................................. 58

Imagen 25 : Batidor neumático de adhesivo ....................................................... 58

Imagen 26: Cargando metales ............................................................................ 59

Imagen 27: Aplicación adhesivo ........................................................................ 59

Imagen 28: Túnel de secado ............................................................................... 60

Imagen 29: Descarga de piezas adhesivadas, manual......................................... 60

Imagen 30 : Cinta para conducir las piezas al contenedor .................................. 60

Imagen 31 : Extractor de piezas, en este caso es neumático............................... 61

Imagen 32 : Recipiente adhesivo sobre bandeja ................................................. 62

Imagen 33 : Vista del horno ................................................................................ 63

Imagen 34 : Pirómetro, testo 735 y sus sondas .................................................. 63

Imagen 35 : Medidor espesor de capa ................................................................ 64

Imagen 36 : Toma de medida ............................................................................. 66

Imagen 37 : Midiendo con patrón 2 .................................................................... 66

Imagen 38 : Midiendo con patrón 1 .................................................................... 66

Imagen 39 : Comprobación con patrón .............................................................. 67

Imagen 40 : Midiendo piezas .............................................................................. 67

Imagen 41 : Temperatura de consigna ................................................................ 68

Imagen 42 : Temperatura del metal .................................................................... 69

Imagen 43 : Pieza antes de la inmersión ............................................................. 69

Imagen 44 : Instante de la inmersión total .......................................................... 69





Imagen 45 : Retirada de la pieza ......................................................................... 70

Imagen 46 : Piezas en el secado ......................................................................... 70

Imagen 47 : Horno con insertos .......................................................................... 71

Imagen 48: Gota de adhesivo en pieza ............................................................... 72

Imagen 49 : Ampliación del error ....................................................................... 73

Imagen 50 : Falta de adhesivo ............................................................................ 73

Imagen 51 : Taponamiento de agujeros en pieza 1301212 ................................. 74

Imagen 52 : Taponamiento en pieza 4701512 .................................................... 74

Imagen 53 : Vista general, parte posterior .......................................................... 76

Imagen 54 : Zona de carga .................................................................................. 77

Imagen 55 : Barreras de seguridad ..................................................................... 78

Imagen 56 : Zona de precalentamiento ............................................................... 78

Imagen 57 : Toberas de aire caliente .................................................................. 78

Imagen 58 : Mecanismo de elevación del depósito ............................................ 79

Imagen 59 : Pantalla táctil de control ................................................................. 80

Imagen 60 : Deposito de adhesivo interno ......................................................... 81

Imagen 61 : Batería de resistencia principal ....................................................... 82

Imagen 62 : Batería de resistencias secundarias ................................................. 82

Imagen 63 : Sensores de temperatura ................................................................. 83

Imagen 64 : Primera zona de calentamiento ....................................................... 83

Imagen 65 : Zona de descarga ............................................................................ 84

Imagen 66: Maquina de ensayos estaticos .......................................................... 86

Imagen 67 : Ensayo de tracción .......................................................................... 87

Imagen 68 : Ensayo de compresión .................................................................... 87

Imagen 69 : Ensayo radial .................................................................................. 88

Imagen 70 : Pieza en ensayo dinámico ............................................................... 89

Imagen 71 : Maquina de ensayos dinámicos ...................................................... 89

Imagen 72: Banco de ensayo de fatiga ............................................................... 90





1. Antecedentes Desde que comenzó el proceso de vulcanizado, de una manera industrial, surgió

un gran problema. Este problema no es otro que la vulcanización confiere la propiedad de una mala adhesión del caucho o ruber al metal. Hoy en día es indispensable que ambos materiales se encuentren unidos ya que son muy empleados en sistemas de amortiguación, antivibratorios, etc. Actualmente esta unión es posible por medio de adhesivos como son por ejemplo, el Cilbon. Este es el adhesivo empleado para la realización de este proyecto.

1.1 Vulcanizado

El vulcanizado es un tratamiento termoquímico por el cual se somete al caucho junto con azufre y otros componentes a una presión y temperatura. Con este proceso se consigue una mayor dureza, impermeabilizarlo y además curarlo. Este proceso es muy importante ya que confiere una mayor vida útil al caucho y evitar su putrefacción. El vulcanizado es un proceso irreversible para el caucho.

1.1.1 Pasos del vulcanizado de una pieza caucho-metal Como ya se ha comentado en el punto anterior este proceso termoquímico, de

una forma industrial consta de los diferentes pasos;

• Primero se obtiene el caucho natural. Proviene generalmente de Brasil, donde existe la mayor producción. Como se observa tiene un color amarillento, nada que ver con el caucho con el que lo conocemos normalmente, que es de color negro. Este color oscuro es debido a los posteriores procesos de adición de diversas sustancias.

Imagen 1: Caucho natural

• Mediante un mezclador se le añaden al caucho tanto el azufre como los

diferentes elementos químicos, que varían, en proporción del resultado final que se quiera conseguir. Tras este paso se obtiene un caucho crudo. Esta parte es la más importante y la que genera la mayoría de las investigaciones





y know how, debido a que si no se consigue una buena mezcla el producto final no será el deseado. Las imágenes son de una mezcladora de caucho.

Imagen 2: Caucho natural

Imagen 3: Caucho crudo • Si la pieza además de caucho necesita otros materiales (metal o plástico),

dichos materiales deber ser adhesivados antes de introducirlos a la prensa. Dichas partes se denominan insertos.

Imagen 4: Diferentes tipos de insertos

• Con este caucho crudo un sin vulcanizar, se introduce en una maquina, denominada prensa. Esta máquina en su interior se encuentra el molde (con la forma de la pieza deseada y los diferentes materiales a unir) la cual inyectara el caucho. Por medio de presión y temperatura y tras un tiempo el caucho crudo se vulcanizara. Obteniendo la pieza deseada. Con unas propiedades, en cuanto al caucho mejoradas. A continuación una serie de





imágenes donde se muestran diferentes partes del vulcanizado de las piezas mediante una maquina, denominada prensa de vulcanizado.

Imagen 6: Pieza vulcanizada

Imagen 5: Carga prensa

Imagen 5: Vista general prensa

2. Unión caucho-metal

2.1 Introducción

Actualmente el caucho es uno de los materiales más utilizados en la industria. Cuando en 1893 Gooyear descubrió la vulcanización del caucho, permitió aprovechar totalmente las propiedades de este material, sobre todo las propiedades derivas de la elasticidad. Esta propiedad de elasticidad en el caucho, da que, el modulo de alargamiento del caucho una vez vulcanizado puede variar, mientras que en otros materiales como por ejemplo, el acero se mantiene constante. Además posteriormente con la aparición de los cauchos sintéticos, los cuales son resistentes al envejecimiento y a muchos agentes químicos, la aplicación de este material han aumentado mucho. Pero conforme se iban pensado y desarrollando nuevas aplicaciones, han sido necesarios ir resolviendo una serie de problemas que contenía este material. Uno de esos problemas mencionado no era otro que la adherencia caucho-metal.

Esta unión de caucho y metal para la industria de la aeronáutica y la del automóvil es importantísima, ya que la unión de estos dos materiales son muy usados en aplicaciones como amortiguadores, aislantes, agente de insonorización además de base de adhesivos para unir superficies metales sin necesidad de utilizar otros procesos como la soldadura. También es utilizado como revestimiento de metales destinados a la industria química, los cuales tiene que tener una gran resistencia a la corrosión, aunque las técnicas, métodos o procesos utilizados para lograr esta adherencia entre estos dos tipos de materiales son muy diferentes.

Según la historia los primeros trabajos de aplicación del caucho sobre metal se realizaron entre 1920 y 1924 en EE.UU, aunque existe en Francia una patente de P. Lacollonge con fecha de 1885 en la cual se describe el uso del caucho para proteger a una cuba dedicada al transporte de acido. Pero en esta patente no se comenta nada sobre la adhesión caucho-metal, ya que los dos materiales habían sido unidos dejando unos agujeros en la plancha metálica por los que penetraban unos botones de ebonita





solidarios con la hoja de caucho y el conjunto se vulcanizaba después bajo presión de vapor. Pero el mismo investigador P.Lacollonge en 1886 patento un sistema en el que utilizaba una capa intermedia de disolución de caucho para unir la superficie metálica con la capa de caucho destinada a hacer frente a la corrosión química. Este procedimiento constituye la base actual de las aplicaciones industriales del caucho para proteger metales.

Cuando se trata de la adherencia de un elastómero sobre una superficie rígida el problema se vuelvo complejo, ya que los elementos rígidos están sujetos a una masa elástica, cuya ruptura no puede ocurrir más que después de deformaciones o desplazamientos relativos considerables sobre ciertas zonas periféricas de la superficies de contacto en las cuales se pueden localizar condiciones de fatiga. Estas condiciones de fatiga que la hipótesis de la reparación homogénea de las tensiones unitarias no se cumpla.

Se ha intentado evitar este inconveniente disminuyendo los espesores relativos del elastómero pero entonces podemos esperar el error de sustituir la prueba de adherencia por otra totalmente diferente.

Con los problemas presentados anteriormente hechas en los ensayos rutinarios practicados sobre probetas tipo sándwich, en este tipo de probetas se han conseguí valores medios de la adherencia normal a la tracción que pueden llegar a unos valores de 100-120 kg/cm, se consideran que los valores son aceptables entre 25-45 kg/cm. Estos valores comparados con la resistencia de las mezclas solas representan alrededor de un cuarto. Entonces se puede considerar que las roturas iniciadas en puntos cercanos las zonas donde se localizan la fatiga, se propagan en parte y no solamente en la masa del elastómero.

En los ensayos y pruebas de cizallamiento llevados a cabo sobre probetas con espesores de elastómeros moderados las cifras son por término medio un 10% superiores a las registradas en los ensayos de tracción.

La forma normal de aplicar una mezcla de caucho a un metal está compuesta por las siguientes operaciones:

• Preparación de la superficie: en esta fase o proceso interviene las siguientes

operaciones, decapados, desengrasado, arenado o granallado. Mediante estos procesos se consigue aumentar la superficie de contacto y crear pequeños alveolos que permitan el posterior anclaje del caucho.

• Aplicación sobre el metal de una disolución de caucho con objeto de que penetre en los poros metálicos.

• Aplicación del caucho. • Vulcanización de la masa, para conseguir la pieza o producto final.





Es necesario estudiar el proceso de vulcanización para la adherencia del caucho-metal. Como generalidad se puede comentar que los efectos del vulcanizado son de dos clases, la primera clase es de tipo mecánico, debido a la disolución intermedia ha habido una penetración del material en la superficie metálica, además este proceso de vulcanización impedirá que las masas acopladas abandones los alojamientos creados. El otro efecto es de tipo fisicoquímico puesto que la vulcanización tiene la particularidad de cambiar la polaridad de la masa de caucho. Fue Muller el encargado de estudiar dicho fenómeno.

El caucho en obtenido de forma natural está constituido por cadenas de

polisopreno, cuya constante eléctrica es débil. Pero cuando se le adiciona el azufre, estas cadenas se unirán y establecerán una polaridad, el momento dipoler del tio-éter formado es de 1,5 Debyes. Por ello Muller considero el caucho vulcanizado como una solución de moléculas dipolares de azufre en un disolvente no polar, cadenas de poliisopreno. El numero de átomos de azufre indica el numero de dipolos, este numero de polos se puede calcular partiendo de la cantidad de azufre en un diste no polar.

El número de átomos de azufre indica el número de dipolos, este número puede calcularse a partir de la cantidad de azufre utilizada, usan el principio del peso atómico del azufre.

Varios ensayos han demostrado que existe una cierta similitud entre las

propiedades dieléctricas y las eléctricas. Es conocido que el porcentaje de azufre adicionado al caucho natural influye sobre las constantes dieléctricas, puesto que al duplicar la cantidad de azufre se duplica el valor de la constante dieléctrica. Como los fenómenos eléctricos varían en el mismo sentido, se puede concluir, que este factor influye de una forma notable en el trabajo de adherencia del caucho al metal. Además no se considera que el azufre pueda fluir al interior del metal y formar anclajes de tipo químico, aunque estés muy probable que se dé ya que, al despegar una parte de caucho del metal, el metal se encuentra limpio como si hubiera sido recién granallado.

2.2 Procedimientos para la adherencia de elastómeros a metales

Sin tener en cuenta los casos de adherencia mediante vulcanización de ciertas mezclas de caucho que contiene azufre a ciertos latones, el resto de los procesos o métodos de adhesión de los elastómeros a los metales, o a otros sólidos rígidos, tiene unos agentes de unión que cumple los siguientes puntos.

• Adherirse con la superficie rígida, la cual está perfectamente preparada para

la adhesión. • Adherirse directamente a la masa del elastómero, con preferencia durante el

proceso de vulcanizado bajo presión y temperatura.





Si nos referimos a los diferentes tipos de agentes presentes en la unión, estos pueden ser:

• El latón depositado por galvanoplastia. • La ebonita. • Las mezclas proteína-látex. • Los termoprenos. • Los polímeros que se clasifican en: derivados clorados del caucho, diversas

resinas, las cuales, principalmente a base de fenol-formaldehido, poliisocianatos, polímeros clorados modificados y adhesivos especiales.

Todos estos diferentes agentes presentes en la unión, se diferencian por las

propiedades de unión resultante mediante:

• Valor medio de la adherencia. • Termoplasticidad. • Estabilidad al tiempo o envejecimiento. • Sensibilidad a la humedad atmosférica. • Resistencia química.

Se les puede diferenciar también según su aptitud para la unión entre los

diversos metales y los diferentes elastómeros que por orden de polaridad creciente son: caucho natural, butaldieno-estireno, neopreno, butadieno-nitrilo acrílico, se conoce que la mayoría de las veces la ligadura con el elastómero se realiza a través de varias capas de adhesivos apropiados constituidos generalmente por disoluciones con base de elastómeros.

Otra característica importante es que sea fácil de emplear, para su utilización en

la fabricación de grandes series y la regularidad de la calidad de los productos que pueden ser obtenidos en los ciclos normales de fabricación.

2.3 Preparación de los metales

La experiencia en este campo ha demostrado que una cuidadosa preparación de las superficies de los metales destinados a recibir el agente de adhesión para la futura unión con el caucho, es una de las principales condiciones para la obtención de una unión de calidad.

Para llevar a cabo esta preparación se comprende los siguientes pasos:

• Es necesario un perfecto desengrasado, eliminado cualquier contaminante de la superficie de la pieza, que posterior mente tenga que ser adhesivada.

• Algunas veces será necesario efectuar un tratamiento para la eliminación de las capas superficiales de oxido o de calamina.





• Dependiendo de la calidad superficial de la pieza, si la pieza está con una calidad muy fina o pulida, es necesario aplicar un tratamiento mediante un chorro de arena o granallado, para poder darle un cierto grado de rugosidad a esa superficie, así facilitaremos la deposición del adhesivo.

2.4 Adhesión mediante complejos proteína-látex

Las proteínas necesarias para este tipo de adhesivo son obtenidas de la hemoglobina de la sangre. Se utiliza normalmente una proporción de 75% de hemoglobina sobre 100% de látex. Posterior mente se precocinan a una temperatura entre 100ºC y 125ºC sobre la propia pieza metálica, estos adhesivos dan uniones que pueden resistir los 50 kg/cm con mezclas de caucho natural.

Este tipo de adhesivo tiene el inconveniente de su delicada manipulación ya que

se deben proteger contra la putrefacción y además tiene algo de termoplasticidad.

2.5 Adhesión mediante termoprenos

Los cauchos cíclicos son obtenidos mediante la acción del acido sulfúrico o derivados del tipo: acido cloro-sulfúrico, cloruro de sulfonilo orgánico y acido sulfúrico, sobre el caucho, siendo normalmente el grado de saturación superior al del caucho del que se parte.

Esta unión caucho-metal realizada a base de este tipo de adhesivos es

termoplástica, esto se acusa en una pérdida de adherencia entre 60ºC y 90ºC, por ejemplo si en vez de caucho de caucho natural, partimos de neopreno, conseguimos llegar a unas temperaturas de 100ºC-110ºC.

Para poder aplicarlo posteriormente al tratamiento o procesos normal de la

superficie, se emplean dos capas mono compuestas a partes iguales de adhesivo termopreno y una disolución al 10% del caucho a adhesionar. Cuando las superficies están secas se aplica la segunda capa y posteriormente se vulcaniza en prensas.

2.6 Adhesión mediante polímeros clorados

Este tipo de unión adhesivada con caucho natural al metal utilizando un adhesivo cuya base es caucho clorado disuelto en xilol, no presenta muy buena calidad, pero en cambio en cauchos sintéticos como el neopreno, perbunan, Hycar, etc, ocurre todo lo contrario y se consiguen excelentes resultados.

La mezcla de neopreno es aplicada antes de que la última capa del adhesivo este

seca completamente. Para completar la adherencia, esta película a base de caucho clorado puede recubrirse con una solución de neopreno partiendo de una mezcla de una dureza de 50-75 grados Shore, que seguidamente se vulcaniza en una prensa.





Este tipo de unión adhesiva es estable hasta unas temperaturas de unos 140ºC, tiene hasta esta temperatura una resistencia de hasta 70-80 kg/cm, pero esta resistencia disminuye a partir de dicha temperatura, como ejemplo a 150ºC la resistencia de la unión se reduce en un 27%.

2.7 Adhesión mediante poliisocianatos

Los poliisocianatos mas utilizados como adhesivos son el Desmodur R y el Vulcabond TX.

El Desmodur se debe aplicar sobre superficies secas y en un ambiente sin

humedad. Se aplica en forma de disolución al 20% en cloruro de metileno. Esta disolución es aplicada en una delgada capa mediante brocha o pistola, después de un secado durante aproximadamente quince minutos, se le adiciona el caucho crudo y se vulcaniza el conjunto. Es muy aconsejable la protección del adhesivo mediante una solución del caucho que se va a utilizar.

Esta unión puede alcanzar resistencias de entre 70 y 100 kg/cm y es válida tanto para caucho natural como para el caucho sintético, resistiendo temperaturas de hasta 150ºC y después de la vulcanización ya no será atacado ni por el agua ni por la humedad. También es muy buen resistente a los aceites y el benzol.

Todas estas buenas características de adhesión de este tipo de adhesivo se deben

a los siguientes factores:

• Alta reactividad, como se ha indicado anteriormente, estos compuestos reaccionan con compuestos que contengan hidrógenos activos, en este caso, la adherencia se verifica por el enlace químico.

• Su excelente solubilidad en cualquier sustancia orgánica y su pequeño tamaño molecular le permite una rápida difusión.

• La reacción de los poliisocianatos con los poliésteres que contiene grupos OH dan lugar a los poliuretanos, sustancias humectantes que proporcionan un buen contacto con muchas superficies.

• Sus propiedades elásticas por las cuales el cuerpo al que se adhieren mejora su límite elástico.

• Pueden ser adheridas a superficies que aparentemente no son reactivas, como el vidrio y metales, pero como estas superficies contienen casi siempre agua absorbida.

2.8 Composición de sustancias ligantes para la unión caucho-metal

Entre la multitud de agentes o sustancias utilizados como aglutinantes los más usados son: la resina de trementina y sus derivados, resinas de cumaronaindeno y ciertos tipos de resinas felónicas termoplásticas. Las resinas más utilizadas son las





fenólicas y las de resorcinol que pueden servir por sus propiedades termoplásticas y como desnaturalizantes, estas zona aplicadas generalmente con los elastómeros. Las cargas son materiales como el negro del humo, el oxido de cinc y varias arcillas. Como plastificantes son usados el acido esteárico, ellaurato de cinc, los aceites minerales y la lanolina.

Los antioxidantes son fenoles sustituidos o quinonas. Para el problema de adherir caucho a metal son utilizados muy a menudo adhesivos intermedios a base de un copolímero estireno-butadieno. Al parecer tiene una gran importancia el grado de floculación del negro de humo en la formulación adhesiva. La variedad de los grupos funcionales en las superficies del negro humo son probablemente las causantes de la adherencia entre la pieza metálica y el caucho. Los negros de humo acido dan uniones más fuertes, cuya formulación base es la siguiente:

Caucho natural SBR 100 Negro de humo, variable. Oxido de cinc, azufre,

acelerante, antioxidante (fenil naftil amina), plastificante, solvente (xileno). También se suelen utilizar copolimeros de butadieno con acido metacrilico. El copolimero debe contener las siguientes características:

• Un peso molecular elevado. • Buena solubilidad en los disolventes de aplicación. • Suficiente número de grupos dieno para una vulcanización correcta. • Suficiente número de grupos carboxilo para asegurar la adherencia al acero.

El nivel optimo de acido metacrilico es de un 15 a un 24%.

3. Introducción al adhesivado Muy rara vez una pieza es completamente entera de caucho, ya que se necesita

que tenga una cierta rigidez y unas determinadas características mecánicas. Por lo que junto con el caucho se necesita otros materiales, como el acero, plásticos, etc. Pero existe un gran problema en la vulcanización, es que el caucho no se adhiere a dichos materiales. Para solventar este terrible problema se debe emplear adhesivos que en el proceso de vulcanizado permitan esa adhesión. Este adhesivo se aplica en los diferentes materiales a adhesivar. Nunca en el propio caucho.

Existen múltiples adhesivos, su elección dependerá de factores, como son:

temperatura de trabajo, método de aplicación, materiales a unir, etc.

Tras esta breve introducción vamos a definir algunos conceptos: • Adhesión; Es la acción que efectúa las fuerzas que se oponen a la

separación de las moléculas pertenecientes a los diferentes cuerpos. • Adherencia; La acción de las fuerzas que se oponen a la separación de los

diferentes cuerpos materiales a unir.





• Cohesión; Viene referido a la unión entre las moléculas de un mismo cuerpo, la acción de las fuerzas que se oponen a la separación de las moléculas de un cuerpo homogéneo.

• Coherencia; Es la acción de las fuerzas que se oponen a la separación de las moléculas de un cuerpo heterogéneo.

En resumen es muy importante no confundir los términos anteriormente

mencionados. La cohesión está definida para las relaciones creadas entre las moléculas de un mismo cuerpo mientras que la adherencia son para moléculas pertenecientes a cuerpos diferentes. Por ejemplo si tomamos dos piezas de caucho natural y las amasamos en una mezcladora, formaran un uno cuerpo y entonces estamos ante un caso de cohesión de la masa de caucho. En cambio si estos dos trozos de caucho los ponemos uno contra otro estaremos hablando de adhesión.

3.1 Energía superficial

También llamada humectación. Es una de las partes más importantes para conseguir una unión correcta, es el contacto físico del adhesivo con el sustrato o pieza. Por ello se puede decir que la energía superficial nos relaciona el estado de los electrones superficiales, es decir, si estos electrones tienen una energía de excitación alta, si tienen solicitaciones en varias direcciones por átomos cercanos, o si por el contrario están en reposo. Por lo tanto se obtiene que las superficies con baja energía superficial no son polares y por el contrario, las que tienen una gran cantidad de energía son generalmente polares.

Por ejemplo los líquidos solo mojaran sólidos cuya energía superficial sea

superior a la suya, como es el caso del agua que moja perfectamente una superficie de acero pero no lo hace sobre una superficie de polietileno.

Otro factor importante es el ángulo de contacto, este da la afinidad del adhesivo

con el sustrato. Por ejemplo si ponemos una gota de adhesivo sobre una superficie limpia y plana, en poco tiempo aparecerá en las orillas de la gota un ángulo de contacto con la superficie del sólido. Como consecuencia de la afinidad la gota de adhesivo se extenderá en una película fina y con un ángulo de contacto igual a cero, así diremos que el adhesivo ha mojado perfectamente al solido y están ambos en contacto. Si la gota de adhesivo no se hubiera extendido sobre la superficie o se retrae aumentado el ángulo de contacto, nos indicaría la poca o inexistente afinidad del adhesivo con el sustrato o cuerpo a mojar.

El problema del ángulo de contacto se plantea con las superficies no mojables, esto se puede solucionar modificando la estructura superficial, con ello conseguimos incrementar la polaridad y la energía superficial hasta los valores que sean necesarios para poder mojar correctamente el sustrato por el adhesivo.

Para terminar con este punto, si un adhesivo no consigue un ángulo de contacto

bajo al aplicarlo sobre una superficie lisa, entonces el problema puede estar en el





sustrato o pieza por no encontrarse su superficie no preparada suficientemente correcta (restos de aceite, suciedad, polvo, etc). Otro motivo es que el adhesivo no tenga la afinidad requerida o este muy viscoso para poder fluir rápidamente por la superficie de la pieza o sustrato. Para poder ayudarnos a encontrar si el problema reside en la pieza o sustrato o en el adhesivo se puede realizar una sencilla prueba o ensayo. Dicho ensayo consiste en colocar una gota de agua destilada o un solvente orgánico como el benceno, sobre la superficie y medir el ángulo de contacto.

3.2 Estado superficial

Todos los ensayos se realizan en base a una superficie de la pieza lisa y pulida, pero se pueden presentar superficies rugosas o ásperas, en donde, se denotan que su superficie presenta picos y valles o poros y capilaridades. Algunas veces estas asperezas han sido creadas mediante baños de ácidos, granallado, etc., para el fin de descontaminar la pieza y aumentar el área total de la unión.

Por este motivo al aplicar el adhesivo en estas superficies rugosas o ásperas, este

adhesivo no se extiende de la misma forma que lo realizaría sobre una pieza cuya superficies esta lisa y pulida. Debido a que se producen bolsas de aire entre el adhesivo y la pieza o sustrato.

La cantidad de aire que está atrapada en las irregularidades de la superficie será

inapreciable cuando tengamos una baja viscosidad en el adhesivo, los valles y capilaridades se vayan estrechando, con la profundidad. Mientras que si el adhesivo tiene poca energía superficial y además una viscosidad alta el problema se agrava y más aun si el tiempo de solidificación es corto, debido a que la cantidad de aire atrapada en las imperfecciones de la superficie de la pieza son muy elevadas.

Otra opción es que la presencia notable de poros o capilaridades abiertas en

donde el adhesivo puede mojar perfectamente la pieza. Aquí el problema no es el aire que se pueda queda atrapado en esos poros o capilaridades ya que el propio adhesivo desplazaría dicho aire atrapado, sino en la cantidad de adhesivo perdido en la zona de unión por el exceso de fluidez de las imperfecciones citadas.

La mayoría de las superficies no están libres de contaminación, las superficies

mecanizadas se cubren rápidamente de una película de oxido (si son metálicas), de vapor de agua y demás contaminantes presentes e inevitables que se encuentran en la atmosfera terrestre. Además si el limpiado no ha sido efectivo el problema se agrava, ya que se incluyen aceites, grasas, polvo, etc.

Los adhesivos suelen tener cierta tolerancia frente a los distintos contaminantes

pudiendo absorber parte de estos contaminantes o desplazándolos, si no están fuertemente unidos a la superficie de la pieza, todo ello sin una perdida excesiva de la resistencia de la unión. Todo esto se consigue si, solo si, el adhesivo moja perfectamente bien las superficies a unir.





Generalmente las superficies a unir están en unas condicionas optimas para

llevar a cabo la aplicación del adhesivo, pero la experiencia demuestra que según en qué condiciones de trabajo es necesaria una cierta aspereza de la superficie, con el fin de mejorar la resistencia de la unión.

3.3 Espesor

Es otro de los principales aspectos a considerar en una unión con adhesivos, es el espesor de capa de adhesivo. Según la teoría elástica, que la capa gruesa de adhesivo deberá tener más resistencia que una capa fina. Pero por varias razones nos hacen plantear dicha teoría y considerar como más ventajosa una capa de espesor delgado para conseguir una buena resistencia en la unión adhesivada. Las diferentes razones son las siguientes:

• Cuanto mayor sea la cantidad de adhesivo, mayor es la probabilidad de

presencia de burbujas de aire, o de elementos extraños que debilitan la unión adhesivada.

• El esfuerzo necesario para deformar una película delgada es superior al de una capa de mayor espesor.

• Las tensiones internas que se originan en el proceso de la unión están relacionadas con el espesor aplicado.

• La posibilidad de que el adhesivo, fluya o se cristalice, es mayor cuanto aumentamos el espesor de capa de adhesivo.

Para conseguir el espesor idóneo para la unión adhesivada es tal que, sea capaz

de prever que la cantidad de adhesivo, sea la necesaria para permitir cubrir las posibles ondulaciones y niveles de las superficie de la pieza y además tener en cuenta, la disminución del volumen por difusión o por fluir dentro de los poros.

3.4 Características de los polímeros

Todos los adhesivos orgánicos sintéticos son derivados de los polímeros, sustancias químicas de cadenas moleculares muy largas y de un elevado peso molecular, con unas propiedades físicas y químicas muy diferentes de las que tienen los cuerpos compuestos por moléculas sencillas.

Estos polímeros se pueden originar mediante dos formas distintas: • Polimerización por condensación:

Consiste en la combinación repetida de las moléculas de los su cuerpos reaccionantes, con eliminación de moléculas pequeñas que generalmente son moléculas de agua.

• Polimerización por adicción;





Se basa en la unión de moléculas sencillas sin eliminar moléculas. La polimerizacion se realiza principalmente en la dirección de la valencia principal y dependiendo de los puntos de enlace de las moléculas, se puede clasificar los polímeros según su estructura: - Unidimensionales o lineales. - Tridimensionales.

Los polímeros lineales, tiene una larga cadena de átomos enlazados de carbono e

hidrogeno u otros átomos. Dichas cadenas están enlazadas mediante enlaces débiles. Estos polímeros poseen un alto peso molecular y generalmente se ablandan con

el efecto de la temperatura. Esto es debido a que las moléculas del compuesto absorben la energía térmica, esta absorción de energía provoca que vibren sus posiciones en la cadena molecular. Al alcanzar un cierto valor las atracción moleculares se rompen y las moléculas pueden desplazarse, con lo que se traduce físicamente en la fusión del polímero. Al enfriarse la energía que había provocado el movimiento interno se pierde y el polímero vuelve al estado sólido.

Estos polímeros generalmente son rígidos a temperatura ambiente pero se

vuelven blandos y flexibles cuando se aumenta la temperatura por eso se les denomina termoplásticos. Estos polímeros tiene un pequeño margen de flexibilidad a temperatura ambiente, por ello les permite hacer frente a determinados esfuerzos, con su deformación y posterior recuperación a la forma original. Esta recuperación se realiza de una forma lenta. Este es uno de los grandes comportamientos con más interés en las uniones con adhesivos de estructura, donde se prevean posibles vibraciones.

Los polímeros con estructura tridimensional tiene un peso molecular bajo y su

estructura está compuesta en forma de red compleja. Son sustancias duras, no solubles y resistentes al calor. Todas estas características están muy relacionadas por su gran complejidad estructural. En las estructuras altamente complejas como son las que tienen los adhesivos de tipo fenólico y los epoxi, se muestra una gran resistencia ala solubilidad, esta gran resistencia hace que sea muy difícil la penetración del disolvente en la red estructural... Las fuerzas de unión entre los átomos de este tipo d estructuras es tan fuerte y elevada que hacen imposible llegar al estado de fusión por ello les dan una gran estabilidad térmica.

Pero esta rígida y fuerte estructura que tiene sus ventas en algunos casos no es

tanto frente a otro tipo de solicitaciones mecánicas, ya que estos polímeros son muy quebradizos al no admitir deformación elásticas. Para poder utilizar estos adhesivos será necesario en algunas aplicaciones a mezclarlos con otros compuestos que mejores estas deficiencias, a estos adhesivos se les denomina adhesivos mixtos.





3.5 Proceso de curado

Es la operación que se realiza para conseguir una película solida y resistente, tras aplicar el adhesivo líquido. Se puede obtener mediante los siguientes procedimientos que se describirán a continuación.

El primer procedimiento consiste en la eliminación del disolvente contenido en

el adhesivo tras la aplicación del adhesivo líquido. Cuando los materiales unidos son porosos, el disolvente puede propagarse a través de estos poros, no ocurriendo esta situación en materiales no porosos o poco porosos, estos últimos materiales, requerirá un mayor tiempo de exposición al aire para conseguir la eliminación total del disolvente del adhesivo.

Los adhesivos utilizados en esta forma de curación ya que tener presente la

pérdida del volumen existente en la unión, está perdida, es la referente al disolvente del adhesivo perdido. Si no tenemos en cuenta este dato se pueden presentar uniones deficiente y poco resistentes.

Otro sistema empleado para curar el adhesivo es el curado por calor, con un

posterior enfriamiento hasta que la película de adhesivo se solidifique. En este procedimiento de fusión en caliente o activación del adhesivo por calor, no se tiene problemas con el volumen del mismo. Esto se debe a que el proceso de aumentar el calor es una polimerización. El empleo de esta técnica para curar el adhesivo es porque muchos adhesivos se pueden curar a temperatura ambiente, pero de una forma más lenta. Con la adicción del calor lo que se consigue es una aceleración de la reacción de curado.

Un procedimiento diferente es aquel que utiliza agentes de curado o

catalizadores. Los catalizadores son compuestos químicos añadidos para lograr que los componentes del adhesivo sean más reactivos. Sin constituir una gran parta importante de la película final del adhesivo y además pudiendo añadir calor para acelerar el proceso de curado del adhesivo aplicado. El curado del adhesivo a temperatura ambiente es empleado principalmente en uniones en las que los materiales a unir no son estables al calor o donde la configuración física de las piezas haría que el proceso de adicción de calor necesitaría de unos medios, cuyos costes no estarían justificados con la producción. Para estos casos de curado a temperatura ambiente se emplean adhesivos en dos partes con un gran poder reactivo, estos dan un breve espacio de tiempo para posicionar las piezas a unir.

Otros adhesivos como son los anaeróbicos, que también curar a temperatura

ambiente puesto que le proceso de curado se realiza al eliminar el oxigeno del aire por presión en la unión. Este proceso de curado admite pocas tolerancias con lo que independientemente del procedimiento seguido para curar no se puede ni acortar ni alargar.





Todas las uniones en las que el proceso de curado del adhesivo no se ha completado correctamente manifiestan una débil resistencia cohesiva, mientras que si el proceso se ha sobrepasado, la unión es frágil y poco resistente a los impactos mecánicos.

3.6 Tipos de adhesivos

3.6.1 Introducción Las resinas sintéticas han ido desplazando a los productos naturales poco a poco

desde la primera década del siglo XX se comenzara la obtención de las mismas de una forma industrial. El mundo de los adhesivos es muy amplio, además conforme se avanza tecnológicamente van apareciendo nuevos adhesivos. Estas resinas sintéticas están compuestas de unas complejas estructuras químicas, de las cuales derivas parte de los adhesivos.

Según las características que ya hemos podido ver anteriormente de los

polímeros, se clasificara los polímeros dentro de dos grupos: • Adhesivos termoestables. • Adhesivos termoplásticos.

3.6.2 Adhesivos termoestables

3.6.2.1 . Adhesivos de urea formaldehido

Este tipo de adhesivo es obtenido por polimerización de condensación de la Urea y el Formaldehido. Este proceso se interrumpe cuando se alcanza un determinado punto. Para finalizar la reacción química, será el propio usuario del adhesivo quien la finalice cuando proceda al curado de la unión adhesivada.

No todos los adhesivos de este tipo de formula son iguales, debido a la variación

de formulación se altera la velocidad de reacción y por consiguiente el polímero que se forma. Para esta reacción molecular las dos partes más importantes que intervienen son las partes depositadas de urea y formaldehido, la temperatura de la reacción, el tiempo y la concentración. Como se ve hay muchos parámetros variables por lo que, cada fabricante y dependiendo de la aplicación, se puede encontrar adhesivos de este mismo tipo, pero con comportamientos muy diferentes.

Como ya se ha explicado este tipo de adhesivo la ultima parte del proceso la

realiza el usuario al curarlo, para llevar a cabo este proceso de curación del adhesivo se realiza por medio de la adición de una acido o de una sustancia liberadora de acido. Estas sustancias se les conocen con el nombre de endurecedores o catalizadores y son añadidas en el instante anterior a aplicar el adhesivo a la pieza. En teoría se puede agregar cualquier acido, pero la practica demuestra que la vida útil de trabajo de la resina era demasiado corta por lo que se sustituyeron estos ácidos por sales amónicas que reaccionan muy bien incluso a temperatura ambiente.





Pero la liberación de este acido de la sal amónica es muy rápido, con lo que

normalmente el tiempo de utilización o manipulación del adhesivo es corto, por este motivo, dependediendo de aplicación es necesario añadir alguna sustancia retardante a la reacción para conseguir más tiempo de manipulación del adhesivo.

Con el fin de evitar el agrietamiento del adhesivo cuando se aplicar capas con

gran espesor, se tiene que administrar una carga al adhesivo, esta carga es utilizada para reducir las tensiones y esfuerzos del curado y por tanto la contracción, que es la que ocasiona la aparición de las grietas.

Las sustancias que son añadidas por el fabricante del adhesivo en la resina o en

el endurecedor están en torno al 10%. No tenemos que confundir con las posibles adiciones de cargas o extendedores introducidos por el usuario de adhesivo final, estas adiciones se realizan por parte del usuario por varios fines como, reducir costes, aumentar la viscosidad, etc. Estas sustancias añadidas con el fin de extendedores puede ser de tipo orgánico o mineral, entre los orgánicos se emplean, las harinas de tubérculos (almidones), harinas de cereales (centeno, trigo, maíz, etc) y harinas de madera, de cascara de coco y nueces. Son menos utilizados son los extendedores minerales que son del tipo óxidos y silicatos.

Todas las resinas de ures son de naturaleza higroscópica, si se obtiene en polvo,

esto es debido a que contiene un cierto grado de humedad, en torno al 70%, por lo que se mantiene en equilibrio dentro de estos valores a temperatura ambiente, pero si la humedad ambiental es alta la humedad afectara a la resina y se apelmazara en el interior del recipiente que lo contenga.

Este motivo es de gran importancia para el almacenaje de dicha resina en sitios y lugares donde el clima es muy húmedo como en el trópico. Este problema se puede solucionar aumentado la estabilidad de la resina, este aumento se consigue, añadiendo mas formaldehido a la urea en la reacción, pero esto supone una mayor sensibilidad a la humedad y un aumento desagradable del olor del formaldehido.

La vida de los adhesivos de urea líquidos es limitada por lo que la alternativo a

esta solución liquida es utilizarla en forma de polvo deshidratado, aunque el coste del producto sea más elevado.

La resistencia al agua de este tipo de resina es muy buena, si esta agua es fría.

Pero en agua caliente (70ºC-80ºC) se debilita mucho y es nula si el agua se encuentra en ebullición. Para mejorar esta resistencia se le añade resorcina o melanina. La elección de estos aditivos así como su porcentaje de adicción se debe efectuar con mucha precaución ya que puede generar variaciones importantes en la vida de almacenaje de la resina.

La melanina se puede añadir a las resinas en estado de polvo o liquidas, aunque

en la forma líquida se reduce ligeramente el tiempo de almacenaje, es recomendable la





adicción al endurecedor que debe ser en forma de polvo, puesto que la melanina no es soluble en agua.

La resorcina solo puede añadirse a la resina en polvo, ya que si esta en forma

líquida se reduce considerablemente su tiempo de almacenaje. Como ocurre con la melanina es mejor añadirla al endurecedor que estará en forma de polvo o liquida, puesto que es fácilmente soluble al agua.

Ambas sustancias, la melanina como la resorcina necesitan calor para

reaccionar, por ello se aplican generalmente, en adhesivos de prensado en caliente, aunque la resorcina puede ser también empleada en procesos de curado a temperatura ambiente.

Este tipo de de resina tiene su gran aplicación en la industria de la madera, papel

y corcho. Se da una gran adherencia siempre que estos materiales no hayan sido modificados químicamente.

Estos adhesivos tienen una buena resistencia frente a disolventes orgánicos pero

no resisten a la acción de ácidos y alcalinos fuertes. La película de adhesivo formada tras el curado es dura y quebradiza, lo que es una gran desventaja pero esto contribuye a dar rigidez a la unión adhesivada si esta película de adhesivo es delgada. Se pueden añadir flexibilizantes para aminorar esta característica, como por ejemplo el acetato de polivinilo o aumentando la pegajosidad.

Otras propiedades que tiene este tipo de adhesivos son su resistencia a los

hongos, carcomas y termitas, su buena humectación y su poca sensibilidad a la humedad de la madera.

3.6.2.2 . Adhesivos de fenol formaldehido

En este tipo de adhesivos existen dos tipos básicos de resinas felónicas: Los resoles y las Novolacas. Si en una reacción entre el fenol y el formaldehido se realiza con exceso de formaldehido en presencia de un alcalino fuerte como, el hidróxido de sódico o el hidróxido amónico, el producto que se forma se le denomina resoly se dice que la resina esta en el estado A.

Por el contrario cuando la reacción fenol y formaldehido se realiza con exceso

de fenol en presencia de un acido fuerte como el acido sulfúrico, acido oxálico, el producto que se nos forma se denomina Novolaca. En condiciones alcalinas se puede transformar una novolaca en un resol mediante una reacción con formaldehido adicional.

El resol o resina en estado al calentarla se vuelve gomosa en lugar de fundirse,

por lo que se denomina estado B o Resitol, si se continua calentando se llega al estado C





o Resita, en este estado la resina se convierte en insoluble e infundente y por tanto se vuelve termoestable.

Independientemente de que el resol se obtenga por reacción directa o por

transformación de la novolaca podemos clasificar las resinas fenólicas en función del proceso de curado es en caliente o en frio.

Los adhesivos curados en caliente son empleados principalmente en el sector de

la madera contrachapada en soluciones alcalinas acuosas y en menos proporción como adhesivos en forma de película. Otra de la aplicación más usual es la unión de metales con una disolución en etanol o acetona, pero para obtener unas buenas prestaciones de la unión adhesivada es mejor emplear otros adhesivos como epoxi/fenolicos, los cuales se pueden mejorar con la adición de acetato polivinilo para reducir la fragilidad.

Los adhesivos que tiene un curado en frio tienen menores aplicaciones que los

adhesivos curados en caliente, sobre todo en el sector de la madera. El proceso de curado del adhesivo en frio consiste en la adición de ácidos fuertes, estos ácidos actúan como endurecedores y por tanto el adhesivo se presenta en dos partes diferenciadas, una de las partes en la resina o adhesivo y la otra parte es el endurecedor.

La ventaja que tiene este tipo de adhesivo es su capacidad de obtener una buena resistencia aun cuando el curado del adhesivo se realiza a bajas temperaturas.

Como en las resinas de urea formaldehido, las fenólicas también se usan cargas

y extendedores con el fin de mejorar las propiedades del adhesivo, como son reducir la adsorción y penetración de la unión de piezas porosas, facilitar el extendido del adhesivo, abaratar costes, etc. La cantidad máxima que se puede añadir de dichos aditivos dependerá de la resistencia que se desee obtener según las condiciones de trabajo de la unión adhesivada y de la durabilidad que se le quiera dar a la misma, todo esto hará que varíen los aditivos ha añadir. No es muy recomendable la utilización de estos aditivos de una forma excesiva, especialmente de los aditivos orgánicos naturales ya que se producen un aumento de la sensibilidad a la humedad y una reducción de la resistencia la formación de hongos.

Estos adhesivos fenólicos son resistentes a los disolventes orgánicos con una

buena resistencia al agua tanto fría como en ebullición, también presenta una gran resistencia a los ácidos y alcalinos débiles. En cuanto a la resistencia a los ácidos y alcalinos es recomendable conocer que, los adhesivos curados en frio con ácidos son peores a los alcalinos fuertes que los curados en alcalino y de una forma viceversa, ocurre lo contrario.

Otra consideración a tener en cuenta con este tipo de adhesivo es el espesor de

película o capa, ya que los adhesivos fenólicos son relativamente frágiles. Aunque en la gran mayoría de las aplicaciones que se emplea este tipo de adhesivos no es factor clave o de excesiva importancia.





La siempre interesante combinación de dos resinas es lo que constituye los adhesivos fenólicos/epoxi. Esta combinación aumente las propiedades adhesivas de la resina fenólica en especial en la unión de metales, de ahí surgió la necesidad de buscar adhesivos con una gran resistencia en caliente, sobre todo para la industria aeronáutica.

La adición de la resina epoxi disminuye la fragilidad aumentando la resistencia a

la flexión, pero para lograr dicha buena resistencia a flexión en caliente es necesario que la proporción de resina fenólica sea superior a la de resina epoxi, en torno a cuatro veces como mínimo. Con ello se logra una disminución de la fragilidad, pero esta disminución de fragilidad no alcanza el valor que requiere algunos ensayos, para solucionar este problema se suele añadir una pequeña cantidad de acetato de polivinilo. Las ventajas de este tipo de adhesivo son las siguientes:

• Buena resistencia a temperaturas altas. • Buena resistencia química y a la humedad. • Baja contracción. • Buena adhesión. • Buena resistencia al choque, a la fatiga y a las vibraciones.

Pero tiene como desventajas: • Limitada vida de almacenamiento. • Necesidad de presión y calor para el curado. • Pobre resistencia al pelado y al desgarramiento.

3.6.2.3 . Adhesivos de melanina formaldehido

El proceso de obtención de las resinas de melanina formaldehido es muy parecido al de las resinas de urea formaldehido. Este tipo no ha alcanzado grandes campos de aplicación y están siendo empleadas mas como aditivos para mejorar las resinas de urea que como propiamente adhesivos.

Las resinas de melanina necesitan de una temperatura mínima de unos 65ºC,

para poder empezar el proceso de cura, además se emplean endurecedores ácidos o sales amónicas para completar este proceso de curado. Las soluciones acuosas son poco estables por lo que se acaban secando, por este motivo estos adhesivos se presentan en forma de polvo, este polvo posteriormente el usuario del adhesivo lo deberá volver a disolver. La gran ventaja de este tipo de adhesivo está en su gran resistencia al agua caliente, por eso es tan empleado como aditivo en otras resinas. La resistencia en húmedo se aproxima a la de las uniones con resinas fenólicas aunque es ligeramente inferior.





3.6.2.4 . Adhesivos de resorcina/fenol formaldehido

La resorcina posee una gran ventaja frente a los adhesivos fenólicos, esta ventaja consiste en que se puede curar a temperatura ambiente mediante la adición de formaldehido, con esto se evita la acción del catalizador acido del fenol. Este acido fenol debilita la fibra de la madera adyacente a la zona de la unión adhesivada, cuando se realizan uniones adhesivadas de dicho material. La característica de las resinas de resorcina formaldehido de curar a temperatura ambiente proviene de los grupos hidroxilo, estos causan un aumento en la velocidad de condensación con el formaldehido.

Si se reemplaza parte de la resorcina por el fenol se consigue un abaratamiento

del coste del adhesivo, y lo más importante sin la perdida de ninguna de sus propiedades. Estas propiedades se conservaran hasta el con un reemplazamiento del 50%. Si continuamos aumentando la cantidad de fenol nos ocasionara unos cambien en el curado, estos cambios son, que el curado a temperatura ambiente se realizara de una forma más lenta y se incrementara el siempre característico olor a fenol.

Este tipo de adhesivo es muy resistente a las acciones climatológicas adversas,

también está incluida la resistencia al agua en ebullición, pero tras pasar por el proceso de curado, el adhesivo se vuelve duro, vidrioso y extremadamente rígido. Estos problemas que se presentan en el curado se soluciona con la adición de aditivos que se encargarán de reducir las tensiones de contracción, mejorar la retención del adhesivo en la unión y aumentan las propiedades de relleno.

Conviene no olvidar que estas características del adhesivo según el punto de

vista de las piezas a unir ya que si estas piezas se dilatan o contraen de un modo significativo, en condiciones ambientales normales esto podría arruinar la unión adhesivada.

La deformación térmica y la fatiga no revisten gran problemática que cuando

existe en los adhesivos fenol-formaldehido, y si alguna vez se llegan a producir, generalmente están relacionados con las piezas a adhesivar. El mayor problema y a su vez el más característico, se presenta en la manipulación de dicho tipo de adhesivo, ya que este adhesivo mancha. Un error en la manipulación del adhesivo previo a la aplicación de este puede dar lugar a manchas en zonas no deseadas, si esto ocurriría es necesario inmediatamente limpiar la zona manchada con disolvente, granalla o cepillado o cortando la mancha si esta se vuelve persistente.

Este tipo de adhesivo no están completos hasta que el usuario final no añade los

endurecedores, la temperatura de almacenaje no es un gran problema aunque se debe evitar el almacenamiento de dicho adhesivo en temperaturas altas y durante un espacio de tiempo prolongado. Si se almacena este adhesivo a temperaturas bajas no se le causa daño, pero antes de utilizar el adhesivo es necesario comprobarlo, por si hubiera existido una separación de componentes durante su almacenaje. Si esto ocurre basta con





calentar el recipiente del adhesivo hasta conseguir la homogeneización total del adhesivo.

El mayor campo de aplicación de los adhesivos de resorcina/fenol formaldehido

es en el sector de la madera, en especial en la fabricación de vigas laminadas y en estructuras para la utilización de las mismas en exterior, este se debe a la buena resistencia de este tipo de adhesivo frente a las diferentes condiciones climáticas. No es recomendable la utilización de este adhesivo en metales, pero si en aplicaciones metal-madera, mejorando el adhesivo mediante la adición de aditivos como de polivinil butiral. En la unión con algunos plásticos también resulta útil su uso y con buenos resultado como en laminados decorativos de melanina.

3.6.2.5 . Adhesivos Epoxi

Tras el descubrimiento de las resinas epoxi y su posterior desarrollo industrialmente, en torno a la década de los 50, revoluciono el mundo de los adhesivos. Este tipo de adhesivo se le denomina el “súper adhesivo”, puesto que es capaz de realizar uniones adhesivas con una gran resistencia en un elevado número de materiales.

Además de todas las buenas características mecánicas también es de fácil

aplicación y son muy utilizadas en aplicaciones estructurales. La principal característica de este tipo de adhesivo, en cuanto a su estructura

molecular es que tiene oxigeno unido a dos átomos de carbono y así queda constituido el grupo epoxidico. En este grupo de los epoxidicos existen diferentes tipos de resina epoxi, las de tipo bifenil A, poseen las mayores aplicaciones en los adhesivos. A continuación vamos a continuar explicando mas detalles de este tipo de adhesivo puesto que es el que más aplicaciones tiene dentro del mundo de los epoxi.

Los adhesivos epoxi de bisfenol A son obtenidos mediante la condensación,

entre una sustancia contenida en el grupo epoxi, como por ejemplo la epiclorhidrina y otra sustancia que contenga átomos de hidrogeno reemplazables, como el bisfenol A, todo ello en presencia de sosa caustica. Esta sosa caustica es utilizada para reaccionar con clorhídrico que se produce en la reacción. Aquí se distingue dos fases, en la primera, las moléculas de epiclorhidrina reaccionan con los grupos OH del bisfenol A formándose un éter alcohólico. En la segunda fase se pierde el agua y clorhídrico debido a la presencia de la sosa caustica, formándose el diglicibil éter de bisfenol A.

Si se varían las proporciones que reaccionan el bisfenol A y la epiclorhidrina se

pueden obtener diferentes compuestos con dos grupos de epoxi, el primer grupo n cuya fórmula general la “n” varía entre 0 y 12, este grupo se les denomina resinas de epoxi de bisfenol A.

Los adhesivos derivados de este tipo de resina están compuestos en modo

líquido o solido, resina, más un agente de curado, el cual, contiene los grupos





funcionales, con los que son combinados los diferentes grupos de epoxi para formar el polímero reticulado.

Si la relación entre resina y endurecedor se puede producir a temperatura ambiente, el adhesivo es presentado al usuario final en forma bicomponente, este usuario final deberá mezclas homogéneamente dichas partes justo antes de su uso en la unión. Otras veces existen combinaciones resina-endurecedor que no son muy activas en condiciones normales de almacenamiento y están esta comercializadas ya preparadas e un adhesivo mono componente, el usuario final solo deberá aplicarlo a la unión adhesivada.

Las características que poseen este tipo de adhesivos frente a otros están más detalladas a continuación:

1. Adhesión:

Tienen una excelente adhesión en diferentes tipos de materiales como plásticos, metales, cerámica. Esto se basa en la capacidad de humectación, su baja viscosidad además de la gran variadas de grupos funcionales, polares y no polares, y por su composición química. Todo ello no solo es cumplido en estructuras planas, sino que también en estructuras compuestas, donde las condiciones exigidas al adhesivo son más restrictivas.

2. Cohesión:

Si se ha aplicado y preparado correcta el adhesivo la resistencia frente a fallos de cohesión general es buena, se puede llegar al fallo de las piezas si estas son de poco espesor, incluso antes que el propio adhesivo. Aunque para tener una mejor valoración de la resistencia de este adhesivo es necesario tener en cuenta otros aspectos como, el espesor de película, la adición de aditivos modificantes, etc.

3. Curado:

En esta fase de curado este tipo de resinas epoxi presenta varias ventajas frente a otros tipos de adhesivos, como detallaremos a continuación:

• Como primera ventaja hay que comentar, que estas resinas epoxi

curan sin liberar agua u otros subproductos, además, al tener totalmente su contenido en sólidos evita la posibilidad de que se generen bolsas de gases y estos gases queden atrapados o se produzcan porosidades en la unión. Este permite que la unión adhesivada sea realizada con simples presiones de contacto.

• Otra ventaja es que en esta fase de curado solo se produce una ligera contracción de la resina, esta contracción es muy inferior a la que se produce en otros tipos de adhesivos como poliésteres o acrílicos. Por ello la resistencia de la unión adhesivada y la vida útil de la misma





son mayores. Esta caracteristica es muy importante en laminados con fibra de vidrio y en uniones de materiales distintos.

• Con esta ligera contracción del adhesivo una vez curada nos permite un cierto grado de tolerancia, esta tolerancia es aprovechada en el espesor de la capa de adhesivo o para las piezas o superficies mal preparadas para la unión, se hace más importante cuando tenemos temperaturas de curado elevadas.

• La ultima ventaja a destacar es que muchas resinas epoxi pueden ser curadas a una temperatura ambiente con bajas presiones o simplemente por contacto. Estas facilidades de curado permiten la elección de procesos o métodos de curado simples y económicos, siempre que las condiciones de la unión lo posibiliten.

Por una parte tenemos los procesos o métodos de curado a temperatura

ambiente los cuales dan niveles de tensiones más bajos que los métodos que son realizados a alta temperatura. Pero estos métodos o procesos de curado de alta temperatura aportan una mayor resistencia al calor y a los agentes químicos. Generalmente este tipo de procesos de curado de las resinas epoxi son empleados para formulaciones complejas o para aplicaciones con especificaciones de trabajo muy concretas, debido a que son más costosas que las de curado a temperatura ambiente.

4. Resistencia a la humedad y a los disolventes:

Como diferencia con otro tipo de adhesivos a las resinas epoxi la humedad no le afecta especialmente a sus propiedades, pero en algunas ocasiones en uniones de metales se les aplica “primers” de tipo vinilico o elastómero, estos primers se aplican para una protección anticorrosiva de la superficie metálica, esto produce una ligera disminución de la resistencia de la unión adhesivada.

Las resinas epoxi bajo la acción de los compuestos alcalinos, ácidos

débiles y disolventes, tienen una resistencia excelente además de que muchos resinas epoxi no son toxicas. Esta característica de no toxicidad ha permitido ampliar la aplicación de este adhesivo a campos como la alimentación o la biomecánica, como los adhesivos para prótesis dentales o óseas.

También poseen una buena resistencia química, aunque se deben estudiar

la agresividad a la que se debe enfrentar la unión, además de por sus componentes químicos, por la concentración de los mismo y la temperatura a la que va a estar sometida dicha unión adhesivada.

5. Facilidad de modificación:

Las resinas epoxi tiene una gran compatibilidad con muchos modificadores, esta característica permite una amplia posibilidad de formulaciones, así se consigue adpatarmejor a las necesidades que pueden surgir





en una aplicación, ya sea de nuevo diseño o se trate de mejoras en una unión adhesivada ya realizada. Esta característica de la facilidad de modificación puede ser la más importante de todas, debido al mayor grado de aceptación en el mundo de los adhesivos.

Los procesos que son seguidos para la modificación de las resinas epoxis

son generalmente alguno de los siguientes métodos: • Modificación de la resina o del agente de curado. • Adición de cargas, extendedores, diluyentes y aditivos especiales. • Combinación con otras resinas.

Una vez vistas las principales características nos centraremos en los

agentes de curado.Para que el adhesivo epoxi consiga las propiedades de dureza, resistencia y demás características, para que cumpla con su cometido en la unión adhesivada es necesario, que en el momento de su utilización se transforme en un material termoestable. Esta transformación se consigue con el proceso de curado o endurecimiento, por el cual mediante determinados agentes la resina epoxi pasa de ser un liquido viscoso o solido frágil a un material polimerizado resistente y tenaz.

Este agente de curado puede ser un catalizador el cual, induce a los

grupos de resina epoxi a reaccionar a ellos mismos, esto da lugar a homopolímeros, o puede actuar como un entrecruzante reactivo, quedando integrado con sus grupos funcionales en la estructura final. Se pueden considerar dos diferentes métodos o procesos de curado, un realizado con un agente catalítico, el otro método es mediante un reactivo endurecedor.

Los endurecedores que resultan más eficaces son los de tipo poliamida,

los anhídridos orgánicos y las resinas fenólicas. Dentro de los compuestos del tipo amina hay que hacer una observación, las aminas terciarias actúan como catalizadores, mientras que las aminas primarias y secundarias actúan como reactivos endurecedores, las cuales son más interesantes las aromáticas y las alifáticas.

La reacción con las animas alifáticas le da al adhesivo epoxi una buena

resistencia con una gran diversidad de materiales (metales, plásticos, vidrio, etc). Este se mantiene aunque el proceso de curado se realice en frio, si por el contrario se realiza un curado en caliente o un curado posterior entorno a los 100ºC, se obtiene una mejor resistencia de la unión adhesivada.

Cuando introducimos en el proceso estas animas tenemos que tener en

cuenta que este tipo de compuesto es muy higroscópico. Para ello se deberá tener siempre controlada la humedad relativa del espacio o lugar donde estamos trabajando. Además tenemos el calor generado en la reacción, puesto que es





altamente exotérmica, esto limitara la cantidad de adhesivo que se pueda mezclar de una misma vez si no tomamos las medidas necesarias para disipar el calor generado. Otro factor a tener en cuenta en la manipulación de este tipo de compuesto es la seguridad, ya que estos productos pueden producir irritaciones cutáneas y dermatitis.

En las aminas aromáticas con diferencia de las alifáticas no son

excesivamente higroscópicas y precisan por lo general de un curado en caliente con temperaturas superiores a los 100ºC. Estas sustancias aumentan la resistencia química y al calor del adhesivo pero por contra dan resistencias mecánicas inferiores a las de las aminas alifáticas. Es interesante los agentes de curado de tipo amina puesto que contienen grupos de amida, con estas amida se obtiene excelentes resistencias al impacto, también la resistencia al pelado, sin embargo aminoramos la resistencia química y al calor.

Otro tipo de endurecedores son los denominados anhídridos orgánicos los

cuales necesitan grandes periodos de curado, estos procesos de curado pueden ser acelerados con la adición de pequeñas cantidades de amina. Este tipo de compuesto por lo general confiere al adhesivo alta resistencia al calor, a la humedad y a los agentes químicos.

Como una gente catalítico se puede nombrar el trifluoruro de boro, este

compuesto no es de gran utilización en los adhesivos como simple catalizador, pero es utilizado sin embargo en reacciones en que actúan las aminas de curado lento. Por su naturaleza corrosiva se hace obligatorio su uso en forma de complejos químicos, como por ejemplo el BF3 amina, el cual precisa de un calentamiento para producir la disociación, esto permite una preparación el adhesivo mono componentes. La combinación de las resinas fenólicas con resinas epoxi esta mas encaminado a la consecución de un determinado adhesivo empleado en cantidades no muy grandes, entonces las resina fenólica se emplea como un simple endurecedor.

Al tener un gran número de agentes de curado, la elección de los mismo

depende de las propiedades mecánicas químicas, térmicas, etc, que se deseen obtener en la unión adhesivada, además de por supuesto el factor económico. Otros aspectos para su elección son la manipulación, el tiempo y la velocidad de curación, y los posibles efectos de la toxicidad. Los agentes de tipo amina añadidos a la resina epoxi dan una buena resistencia y una buena velocidad de curado, sin embargo producen una gran toxicidad, mientras que los compuestos de tipo anhídrido orgánico son menos tóxicos pero con tiempos de curado mayores y dan altas resistencias a elevadas temperaturas.

Como siempre que se pueda es aconsejable acortar el tiempo de curado

del adhesivo pero hay que buscar el equilibrio con la temperatura, ya que al acortar el tiempo aumentamos mucho la temperatura, como consecuencia de una alta temperatura la resistencia mecánica de la unión adhesivada se verá afectada.





Por este motivo es recomendable realizar el proceso de curado en dos etapas, en la que en la segunda etapa es cuando elevamos la temperatura o se emplean agentes de curado con grupos de diferente reactividad o mezclas de catalizadores y reactivos endurecedores. Cargas

La principal razón para el uso de cargas en los adhesivos es la reducción de costes. Aunque existen otras varias razones para su utilización en los adhesivos epoxi. En este tipo de adhesivo epoxi las cargas empleadas son del tipo inorgánico y están encaminadas a obtener propiedades muy especificas y concretas, para ello se emplean especialmente óxidos, silicatos y metales en polvo, en unas proporciones que pueden variar desde pequeñas cantidades hasta incluso superiores a la del propio adhesivo epoxi.

Si se le añade plata o cobre se obtiene adhesivos eléctricamente

conductores, esto permite la unión de elementos metálicos que han de conducir la corriente eléctrica. Si por el contrario se le añade silicio y mica se consigue en el adhesivo unas propiedades de aislamiento eléctrico. La resistencia al arco se incrementa notablemente con la adición de silicato de circonio, alúmina hidratada y sílice.

Es muy importante cuidar de la humedad e impedirla, sobre todo en las

cargas cuales su propósito sea la de conseguir o modificar las propiedades eléctricas en el adhesivo. Esto es debido a que la existencia de humedad puede alterar de un modo sustancial los resultados a obtener.

Los óxidos tales como el pentoxido y el trióxido de arsénico, el

pentoxido de vanadio y otros aumentan la estabilidad al calor. El dióxido de silicio produce aumentos notables de la resistencia con unos porcentajes de adición bajos.

Para mejorar la resistencia del adhesivo al impacto se añade cargas de

amianto, pero esta mejora conlleva una disminución de la fragilidad. Existe una gran variedad de cargas, cada una de las cargas conlleva un

determinado campo de aplicación por lo que es muy difícil evaluar todos los posibles casos. Modificadores

Existen varias razones por las cuales es necesario el uso de los diferentes modificadores con las resinas epoxi, se pueden destacar los siguientes casos como más interesantes:

• Reducción de la viscosidad. • Aumentar la flexibilidad.





• Conseguir características ignifugas.

Para conseguir una reducción de la viscosidad se emplean los denominados diluyentes, estas es su principal utilización aunque también son utilizados para modificar la resistencia a la flexión, a los agentes químicos y la vida de almacenamiento.

Los diluyentes reactivos son líquidos de baja viscosidad que son

combinados químicamente con la resina epoxi y el endurecedor. Por lo general es el usuario el que añade el diluyente, aunque existen algunas resinas comerciales ya este diluyente ya se encuentra introducido.

Tanto la resistencia al pelado como la resistencia a la flexión no son

buenas en las resinas epoxi del tipo que estamos hablando, es decir, las de bisfenol A. Por ello es necesario el empleo de sustancias flexibilizantes. La función de estos flexibilizantes es la de mejorar las características al reducir la fragilidad, las mejoras son por ejemplo, aumentar la resistencia a flexión, la resistencia al pelado y al desgarramiento, reducir las tensiones internas e incrementar la resistencia al impacto.

Algunos agentes de curado también poseen cualidades flexibilizantes,

aunque se emplean agentes adicionales como, los tiocoles, polímeros vinílicos y otros.

Según el criterio de la seguridad contra incendios es necesario tener en

cuenta que los compuestos epoxi, expuestos a una llama, se inflaman y arden. Por tanto la adición de compuestos halogenados y oxido de antimonio les da unas propiedades ignifugas, pero se deben controlar la cantidad de estas sustancias ya que pueden modificar propiedades tales como, la fragilidad o la perdida de las características de pelado e impacto. Aplicaciones

Tiene un amplio campo de aplicaciones, tanto como la capacidad de modificación de la resina epoxi para una aplicación deseada.

La aplicación más importante de la resina epoxi de bisfenol A es la unión

de metales. Para otros campos de unión como son vidrio-vidrio, metal-plástico y metal-madera, los resultados que se obtienen son muy buenos, siendo el uso más común en las uniones de estructuras complejas.

Otras aplicaciones a destacar son las reparaciones o restauraciones de

estructuras de hormigón, donde el adhesivo es empleado para adicionar el hormigón nuevo sobre el hormigón antiguo, en la unión de plásticos termoestables, este apartado es conveniente un estudio de los tipos de





endurecedores y las cargas a añadir al adhesivo para mejorar el resultado de la unión.

En la unión madera con madera es donde las resina epoxi tienen menso

aplicaciones debido a temas económicos, puesto que, a un menor coste de adhesivo, otro tipo de adhesivo da mejor resultado. No ocurre lo mismo en la unión de metal con madera donde las resinas epoxi es la mejor solución.

Se tiene que tener en cuenta que las propiedades del adhesivo en la unión

y su adherencia a un tipo de material depende de la composición total, es decir, la resina, el agente de curado, las cargas y los modificadores. Por eso el campo de aplicación de este tipo de adhesivo es tan amplio.

3.6.2.6 . Adhesivos poliisocianatos

Los adhesivos con base de poliisocianatos y poliésteres de bajo peso molecular conteniendo grupos hidroxilo, tienen buenas propiedades debido a que pueden curarse a baja temperatura. Además tiene una buena adherencia, resistencia alguna y conservan flexibilidad aun a bajas temperaturas. Los procesos o métodos de curado pueden acelerarse con un acido o con la adición de trimetilamina. La desventaja de los piliisocianatos es que son productos altamente reactivos y se debe evitar su contacto con la humedad y la piel.

La reacción de los poliisocianatos con los poliésteres que contiene grupos OH y

los poliésteres, dan poliuretanos, sustancias polares, flexibles y fuertes, que proporcionan un intimo contacto con muchas superficies, por ello son las que tiene una mayor importancia en las aplicaciones adhesivas.

Existiendo una similitud química entre las resinas derivadas de los

piliisocianatos y las resinas epoxi, los poliuretanos no presentan tantas bondades adhesivas para la unión de metales como los epoxi o los adhesivos bipolimericos. La resistencia al pelado y a la cizalladura en uniones curadas en caliente puede mejorarse con la adición de polivinil butiral o formal en proporciones altas.

En uniones de madera los poliuretanos presentan menor fragilidad y buena

resistencia, estas características son mayores que los adhesivos de urea y similares a los fenólicos pese a que su resistencia al agua caliente sea inferior.

La aplicación más importante de los poliuretanos, es la unión metal-caucho, ya

que es el único adhesivo que sea capaz de unir ambos materiales de una forma satisfactoria, sobre todo cuando aun el caucho no ha sido vulcanizado.

Con las diferentes formulaciones se consiguen adhesivos con buena una buena adherencia para materiales como tejidos naturales y sintéticos, cueros, nilón, corcho, etc. Pero en gran problema aun sin solucionar es en las aplicaciones con uniones metálicas ya que no se a conseguida nada en este campo para este tipo de adhesivos.





3.6.2.7 Adhesivos de poliéster

Las resinas de poliéster no son de gran aplicación en el campo de los adhesivos. El desarrollo de este tipo de compuesto ha sido encaminado a la obtención de laminados con fibra de vidrio.

Existen algunas aplicaciones en uniones de metales, consiguiendo grandes

resistencias a la cizalladura en aleaciones de aluminio. Otras aplicaciones son en la industria del calzado y en la obtención de aislantes eléctricos. Los poliésteres no saturados precisan de adición de un polímero de vinilo, con este polímero se consigue reducir las tensiones que se producen por contracción en las uniones. Este tipo de compuesto es interesante en su reacción con los piliisocianatos, vistos en el punto anterior.

3.6.3 Adhesivos termoplásticos

3.6.3.1 . Adhesivos polivinilicos

Los polímeros de vinilo son sustancias resultantes de la polimerización por medio de la adición de compuestos orgánicos monomoleculares, que contienen el doble enlace de vinilo o etileno no saturado. Esto es muy interesante en el campo de los adhesivos, los esteres de polivinilo, los éteres, los acetales, el alcohol polivinilico y el poliestireno.

De los éteres de polivinilo el mas importante como adhesivo es el acetato de polivinilo o también denominado por las siglas P.V.A. Este éteres esta generalmente presentado al usuario final en dispersión acuosa, esta solución está preparada por emulsión en agua y posterior polimerización por calentamiento en presencia de un catalizador.

Este adhesivo P.V.A. en emulsión presenta aproximadamente un contenido en

sólidos del 50% y su principal aplicación es sobre piezas absorbentes, estas piezas absorbentes ayudan en la eliminación por absorción del agua no eliminada por la evaporación. Para conseguir una buena formación de la película de adhesivo se añaden sustancias o compuestos plastificantes, pese a que este tipo de sustancias influyen en la fluencia del adhesivo cuando la unión está sometida a esfuerzos. Si las condiciones de trabajo de la unión lo permiten la variación de la fluencia se puede reducir añadiendo otras resinas como son las de tipo urea formaldehido u otros copolímeros.

Este tipo de adhesivo se presenta al usuario final en una solución, hot-melt, esto quiere decir, que el usuario de este tipo de adhesivo recibe unos polvos secos redispersables y en emulsión. La emulsión es la que mejor aceptación tiene ya que es la que se presta a un mayor número de aplicaciones de adhesivo en materiales porosos y fibras como el papel, cartón, madera, cuero, etc.





Otras aplicaciones nos lo podemos encontrar en la adhesión del hormigón, entre el hormigón viejo y nuevo, en materiales no porosos como el celofán, éteres celulósicos, etc.

Entre las principales características de este tipo de adhesivo podemos decir que no son tóxicos, carecen de olor y sabor, son incoloros, no les afecta la luz solar, los rayos ultravioletas, son neutros y no corrosivos. Además tienen una buena estabilidad al calor por debajo de temperaturas de 100ºC y se descompone este tipo de adhesivos entre 200-250ºC.

Tienen una cierta flexibilidad que puede ser mejorada con la incorporación de

látex de caucho. La resistencia a la cizalladura es del mismo orden que en los adhesivos de urea y fenólicos. Este tipo de adhesivo soporta bien los esfuerzos por impacto siempre y cuando estos impactos sean continuados en el tiempo.

Incluido en este tipo de adhesivo esta en alcohol polivinilico, este alcohol es

obtenido mediante hidrólisis del acetato de polivinilo. En su proceso de obtención se puede controlar el reemplazamiento de los grupos de acetato por grupos hidroxilo, esto da lugar a diferentes grados que poseen características diferentes. Así por ejemplo un alcohol polivinilico que tiene un 70% de grupos de acetato no es soluble en agua, debido a que hasta el 30% no es soluble, pero solo si es agua caliente y a partir del 12% se consigue una solubilidad total, ya sea en agua fría o caliente.

Al no presentar toxicidad este tipo de adhesivo además de no contener olores

permite la aplicación en la industria alimentaria, aunque su principal aplicación está en la unión de materiales porosos. Los adhesivos pilivinilicos son buenos ligantes y son empleados en la preparación de cerámicas, moldes de arena y moldeo en vacio de plásticos reforzados. Es resistente a los disolventes orgánicos e impermeables a la mayoría de los gases. También es empleado para mejorar la adhesión y formación de la película adhesiva en otros adhesivos.

Otro de los grupos importantes dentro de estos adhesivos es el derivado de la

reacción del alcohol polivinilico con un aldehído. Los polímeros resultantes de esta reacción son los polivinil acetales, dentro de estos los más importantes como adhesivos, los derivados del butiraldehido y los del formaldehido.

Las propiedades de estos adhesivos dependen principalmente de los tipos y

cantidades de los grupos funcionales presentes y de los pesos moleculares de la resina. La resistencia a la tracción aumenta con el peso molecular, por lo que el formal tiene mayor resistencia que el butiral, ocurriendo lo mismo con la viscosidad. La buena adherencia que presenta este tipo de adhesivos hacia una gran variedad de superficies o materiales los hacen interesantes en la unión de papel, cartón, vidrio y metal. Con los metales se utiliza en combinación con otras resinas y para uniones estructurales.

Por lo general los butiral polivinilicos son solubles en alcoholes, éteres de glicol

y determinadas preparaciones de disolventes. Los formal polivinilicos no son solubles





en alcohol etílico pero pueden disolverse en hidrocarburos clorados, dioxano y mezclas del alcohol etílico con disolvente no polar.

El butiral es más blando y flexible que el formal, con lo que tiene una mayor

resistencia al pelado, es más fácilmente soluble y posee una viscosidad más baja y una adherencia más alta. Además su excelente adhesión al vidrio, su trasparencia y su estabilidad frente a la luz solar hace que se emplee como una intercapa en la fabricación de vidrios de seguridad.

La flexibilidad a baja temperatura de los adhesivos de polivinil acetal puede ser

mejorada si se le añaden plastificantes que también pueden ser empleados para reducir la viscosidad en las formulaciones de fundido caliente. Otra cualidad interesante de estos adhesivos es la posibilidad de combinarlas con otras resinas, con estas combinaciones se consiguen adhesivos termoestables para aplicación estructural. Los adicionantes empleados en estas combinaciones son resina de urea, melanina y fenólicas. Tanto las resinas de butiral como las de formal son compatibles con muchas resinas epoxi y su combinación aumenta la resistencia al impacto a temperaturas ambiente.

Los éteres de polivinilo son resinas obtenidas a partir del acetileno y un alcohol

en presencia todo ello de un alcoholato alcalino. Son solubles en una amplia variedad de disolventes industriales como pueden ser cetonas, hidrocarburos, éteres, etc. El P.V.M. polivinil metil éter es el único que es soluble también en agua, además su solubilidad acuosa térmicamente es reversible. En temperaturas inferiores a 30ºC es totalmente soluble, pero a temperaturas más altas, se precipita, y al enfriarse la disolución se resolviendo otra vez.

En disolución estas resinas forman una gran variedad de adhesivos, cuyas

aplicaciones más destacadas son como adhesivos sensibles a la presión, esto es debido a la buena adhesividad y estabilidad, junto con su bajo orden de toxicidad dermatológica. Esta caracteristica última le posibilita su empleo en la industria del calzado en la adhesión de las suelas y en otras aplicaciones que requieran un rápido adhesivado. Este tipo de adhesivo puede trabajar en márgenes de temperaturas comprendidas entre los -20ºC y los 70ºC, con una degradación frente a la radiación ultravioleta es controlada por medio de la adición de ciertos absorbentes.

También cabe destacar el poliestireno como adhesivo dentro de este grupo de adhesivos vinílicos. Su obtención se realiza por polimerización del estireno y su utilización como adhesivo puede ser en disolución o en dispersión acuosa.

Su adherencia viene limitada por la necesidad de materiales porosos, por ello la

madera es tan bien adhesivada por este adhesivo y en cambio no se consiguen tan buenos resultados con los metales y los plásticos solo se consiguen buenos resultados en poliestireno si se emplea un catalizador. Sin embargo es un buen aislante eléctrico pero es inflamable y algo quebradizo.





La copolimerizacion del estireno con otros compuestos da origen a productos de mayor resistencia mecánica y al calor, dentro de estos productos más importantes como adhesivos son los resultantes de la copolimerizacion con el butadieno, este le da al estireno las propiedades del caucho, todo ello según la cantidad de butadieno incorporada al producto. También se reduce la fragilidad normal del poliestireno ampliando el campo de aplicaciones a otras industrias como la del calzado para la unión de suelas de caucho y cuero.

3.6.3.2 . Adhesivos acrílicos

Los adhesivos acrílicos son polímeros derivados del acido acrílico. Los esteres más importantes son el metil y etil metacrilatos y el metil. El etil y el isobutil acrilatos son solubles en una gran variedad de disolventes orgánicos como son diclorietileno, tolueno, acetona, con los cuales se preparan disoluciones de los polímeros con los monómeros que son líquidos. La adherencia se debe en un principio a la pegajosidad del poliemro que se ha disuelto. Mediante la adición de un peróxido orgánico como catalizador se produce la polimerización del monómero.

Existen varias formulaciones para estos éteres de aplicación en la unión en

aluminio, metal con vidrio, películas de PVC a cuero y papel. El empleado de estos adhesivos acrílicos ha alcanzado también el mundo de la

medicina como principal aplicaciones dentro de este campo es el uso para cementos óseos en procedimientos artoplasticos, como por ejemplo en cadera, rodilla y otras articulaciones. Con este adhesivo se pueden fijar las partes de metal y de plástico, del implante al hueso vivo. Después de haber finalizado el proceso de polimerización, el cemento óseo endurecido permitirá una distribución homogénea del peso y de otras fuerzas entre la prótesis implantada y el hueso.

Una de estas formulaciones es el CMW, el cual se presenta en dos componentes.

Uno de las componentes es el polímero de metacrilato en forma de polvo, en otro componente es el endurecedor, este está en una forma liquida monometilmetacrilato al que se le añade hidroquinona y acido ascórbico como estabilizadores para prevenir una prematura polimerización.

Este cemento cuyo tiempo de fraguado es relativamente rápido con el fin de

evitar largas esperas de tiempo tras su aplicación, aunque esto suponga que los tiempos de utilización y posicionamiento de las diferentes piezas a unir sea corto, en torno a los cuatro minutos a temperatura ambiente.

Los alquilcianocrilatos dan origen a un tipo de adhesivos conocidos usualmente

como adhesivos de cianocrilato, con unas excelentes propiedades, las cuales detallaremos a continuación:





• Capacidad para polimerizarse o endurecerse a temperatura ambiente sin ninguna adición de catalizadores, solo con la simple acción de la presión de contacto en la unión.

• Alta velocidad de ejecución de la unión adhesivada. • Amplia versatilidad con una amplia gama de materiales y dando una

excelente resistencia de la junta. Sin embrago este tipo de adhesivo en principio poseen una baja viscosidad, por

lo que según en qué aplicaciones, estos adhesivos deben ser adicionados sustancias o agentes espesantes. Es normal emplear también plastificantes a la formulación del adhesivo para prevenir que las uniones se hagan quebradizas durante su envejecimiento. Además su alta velocidad de polimerización al contacto con la piel obliga a tomar precauciones en el manipulado del mismo.

Las superficies de las piezas deben estar perfectamente limpias y secadas antes

de proceder a la aplicación del adhesivo, puesto que si existiera una parte de agua o vapor de agua en la superficie bastaría para causar el deterioro del adhesivo. La cantidad de adhesivo requerido en la unión es muy pequeña, siempre que las superficies a unir no sean porosas, en el caso de que si sean porosas, se aplicara la cantidad más justa posible, ya que los excesos de adhesivo en la unión retrasan el tiempo de fraguado y las uniones son generalmente menos resistentes.

Las uniones en las que se utiliza adhesivos de cianocrilato tiene una resistencia a la tracción alta, una estabilidad al calor de hasta los 80ºC aproximadamente. Las aplicaciones son muy amplias debido a que su rápido tiempo de polimerización hace posible que los diferentes materiales unidos se pueden manipular perfectamente y con total seguridad a los pocos minutos de realizar la operación de adhesivado. Esto es muy importante en piezas donde es difícil mantener la posición de las mismas. Tan poco podemos olvidar que estos adhesivos nos dejan muy poco tiempo de posicionado de las superficies a unir.

Entre los copolímeros acrílicos el acrilonitrilo butadieno es el de mayor interés,

esto es debido a la influencia del acrilonitrilo sobre las propiedades del butadieno, esta influencia se aprecia muy rápido por la solubilidad en aceite y la compatibilidad y características de la unión adhesivada. Por ejemplo con un 5% del contenido en acrilonitrilo el copolímero no es resistente al aceite, mientras que con un 25% se obtiene una regular resistencia y ya con contenidos superiores al 40% el copolimero presente una alta resistencia al aceite y una notable resistencia a los hidrocarburos aromáticos. El butadieno mientras da flexibilidad y se emplean resinas fenólicas para mejorar su baja resistencia a la fluencia. En disolución se aplica para la unión de cuero con PVC cauchos y materiales flexibles de poco espesor a metales, para ello se utiliza como disolventes la acetona, tricloroetileno, clorobenceno y otros muchos disolventes orgánicos.





3.6.3.3 Adhesivos de poliamida

Las resinas o adhesivos de poliamida son empleadas en dos principales tipos como adhesivos. Las obtenidas por reacción de ácidos dicarboxilicos con diaminas que tiene dos grupos de amínicos y las obtenidas por reacción del acido dilinoelico o diversas diopiloamidas.

Las del primer caso se obtiene una poliamida que recibe el nombre de Nilón y

las de la segunda parte son poliamidas conocidas como Versamidas.

Las versamidas pueden ir dando el tipo de solido hasta las liquidas bastante fluidas, caracterizándose en general por las siguientes propiedades:

• Puntos de fusión exactos y bajos. • Viscosidad baja en el estado de fusión. • Resistencia a la humedad y al ataque químico. • Buena adherencia con una gran variedad de sustratos. • Flexibilidad. • Compatibilidad con otros tipos de resinas, como las epoxi, fenólicas, etc. • Solubilidad con otros tipos de resinas, como las epoxi, fenolicas, etc.

En la forma de líquido son empleadas generalmente para mezcladas con otros

tipos de resinas actuando como endurecedores. Las versamidas solidas tiene aplicaciones en fusión en caliente o de forma más limitada como adhesivos en solución. Como adhesivos de junta de calor son interesantes en aplicaciones en papel, hojas metálicas, películas plásticas y otras superficies y materiales en que se requiera una sujeción rápida pero con uniones fuertes y flexibles.

Los nilones no son solubles en disolventes orgánicos por lo que no permite la

preparación de adhesivos en solución. Se tiene que considerar algunos tipos sustituidos y algunos copolímeros que presenten solubilidad en determinados alcoholes y en mezclas de alcohol y agua, con los que pueden obtenerse adhesivos con buena resistencia al calor y ser compatibles con otras resinas.

Para asegurar la adhesión y obtener uniones aceptables a los requerimientos

exigidos los nilones deben alcanzar una temperatura mínima, ya que por su naturaleza cristalina tiene el punto de fusión perfectamente definido y que según el tipo de nilón puede ser elevado.

Son empleados como adhesivos de uso caliente y se pueden utilizar con una gran

variedad de materiales, incluyendo la madera. En particular con materiales metálicos la adherencia puede ser mejorada con la adición de una resina felónica en cantidades muy pequeñas de este tipo de resina es suficiente para aumentar la humectancia del adhesivo y la resistencia al pelado.





3.6.3.4 . Adhesivos de fusión en caliente (hot-melt)

Un gran mayoría de las resinas termoplásticas pueden utilizarse como adhesivos de fusión en caliente o adhesivos-melt.

Antes de proceder al calentamiento del adhesivo, este adhesivo de fusión

caliente es un material solido, cuando se le aplica calor para que este adhesivo se funda. Una vez el adhesivo ha sido fundido se pone en contacto con la superficie del material a unir y por tanto se produce un alto grado de humectación entre el adhesivo y el adherente. Como la película del adhesivo tiene una masa inferior a la del material, la temperatura va descendiendo hasta que se produce la solidificación total del adhesivo.

Generalmente estos adhesivos tiene varios componentes adicionales a la propia

base de resina, estos añadidos pueden ser plastificantes, extendedores, antioxidantes, etc. De los diferentes tipos de resinas que se pueden utilizar como base podemos destacar el polietileno, polipropileno, poliamidas, acetatos de polivinilo, poliestireno y polivinil acetales. Su presentación al usuario final suele ser variada como en barras delgadas, cordones continuos, gránulos, en pastillas cilíndricas, en películas, etc. Su empleo está muy condicionado por razones de producción, ya sea por temas de costes como por la simplicidad y la necesidad de procesos rápidos, siempre y cuando este previsto un elevado grado de automatización que este a la altura de la rapidez de aplicación de este tipo de adhesivos.

3.6.3.5 . Adhesivos bipolimericos

La creciente utilización de los adhesivos en aplicaciones estructurales ha dado lugar cada vez a una demanda más exigente de los adhesivos, y por ello de sus características. Esto en se ha podido conseguir en determinadas aplicaciones por medio del empleo de un determinado polímero.

En este punto estamos hablando de adhesivos estructurales de dos polímeros,

estos polímeros están constituidos por un polímero termoestable y un polímero termoplástico, además incluyen ciertos elastómeros.

Cada uno de los componentes tiene por si mismo unas determinadas

características, pero en conjunto presenta unas mejoras constituyendo un adhesivo más versátil y más fuerte. Como resultado de esta combinación de los diferentes componentes es la modificación de las propiedades físicas de cada componente por la adición del otro, esto permite una gran elasticidad a la hora de conseguir el adhesivo deseado con la simple variación de las cantidades de cada componente en la mezcla u otro polímero.

La baja resistencia al pelado, la fragilidad y la excelente facilidad de

combinación de las resinas epoxi han permitido mejorar sus propiedades. Estas propiedades son mejoradas por medio de la adición de otras resinas, por ejemplo de adhesivos de dos polímeros, constituyendo los epoxi-nilón.





Los epoxi-nilón se encuentran entre la gama de adhesivos industriales más

fuertes y resistentes. La combinación de las dos resinas tiene como resultado un excelente adhesivo con unas propiedades al impacto y una elevada resistencia al pelado, estas propiedades las sigue manteniendo aun existiendo temperaturas muy bajas, en torno a los -200ºC. Pero por el contrario su resistencia al calor se ve muy limitada a trabajar a temperaturas no superiores a los 90ºC además que su bajo nivel de resistencia frente a la humedad y a los agentes químicos.

Otra combinación muy interesante es la de los cauchos con las resinas de fenol-

formaldehido puesto que son compuestos que difieren en muchas de las características por separado, pero que al ser mezcladas esas deficiencias son mejoradas o paliadas.

Al principio se empleo el caucho-neopreno, pero este compuesto ha sido

reemplazado más adelante por los cauchos de nitrilo. Las características que se buscan en esta combinación son basadas en las uniones estructurales de metales, con el fin de conseguir resistencias al pelado más elevadas, sobre todo a temperaturas bajas, entorno a los cero grados o por debajo de esta temperatura.

Según el peso que deseemos dar a las propiedades a conseguir variara el

porcentaje de resina fenólica, esta variación oscila entre limites bastante amplios, aunque generalmente están situados entre un medio a tres veces el peso de caucho-nitrílico. Si el contenido de nitrilo se aumenta se conseguirá una mayor resistencia al aceite y a la solubilidad en hidrocarburos.

Los sistemas adhesivos de polivinil acetal con resina de fenol-formaldehido

poseen excelentes características, estas características son mantenidas en condiciones climáticas adversas, al desarrollo de este tipo de adhesivo correspondió en principió a la aeronáutica ya que era la base de las uniones estructurales en dicha industria.

En temperatura ambiente la resistencia a la cizalladura obtenida con estos tipos

de adhesivos en uniones de metales es de las más altas que se pueden obtener, además consecuentemente es también alta la resistencia a la fatiga. Sin embargo no ocurre lo mismo si hablamos de la resistencia al calor. En cuanto a la resistencia química dependerá de las propiedades del acetal y e la cantidad que se haya añadido, aunque una variación entre el 10 y el 20 en peso de cualquiera de las resinas de la mezcla no supone mucha diferencia. Normalmente la relación suele ser de 0,5 a 4 partes de acetal y una parte de resina fenólica. Las propiedades de fluencia se mejoran con lo que se permite una menor presión de la unión, pero la resistencia al calor y al agua son menores que las del acetal polivinilo.

Los adhesivos que acabamos de mencionar son ejemplos de las numerosas

combinaciones de un polímero termoplástico y otro termoestable pueden ser empleadas con agentes de una unión adhesivada. Esto como se demuestra es un gran campo para la investigación en donde se encuentras muchas patentes, estas patentes no son nada más que ejemplos de la cantidad de aplicaciones de este tipo de adhesivos.





Actualmente en el proceso de adhesivado se utiliza el cilbon 24, PM 05 especial

gris y el PC 6012 negro.

3.7 Métodos de aplicación

Los diferentes métodos de aplicación para este tipo de adhesivado y conocidos industrialmente son los siguientes;

3.7.1 Manual (Brocha) Consiste en la aplicación del adhesivo mediante un sistema manual. Es la forma

de aplicación más sencilla y la más antigua. Pero presenta grandes problemas, ya que es muy difícil asegurar la homogeneidad de la capa, puesto que depende de la pericia de la persona que lo aplica. Para una aplicación industrial es inviable ya que no se puede automatizar.

Este método de aplicación consiste en utilizar una brocha, que mediante un

movimiento horizontal o vertical, lo más uniforme posible depositar la capa de adhesivo en la superficie de las piezas.

3.7.2 Pulverización Actualmente es el único proceso de adhesivado implantado en el sistema

productivo. Este método se aplica en diferentes maquinas pero la tecnología es la misma. Este método consiste en aplicar el adhesivo en partículas muy pequeñas, las cuales se depositan en la superficie de la pieza formando una capa homogénea.

Para conseguir esa disminución de las partículas se utiliza un fluido como es el aire comprimido, dentro de un instrumento denominado pistola. En el interior de la pistola existen dos conductos diferenciados. Por uno circula el adhesivo, que está impulsado por una bomba. En el otro conducto está circulando el aire comprimido. En un punto ambos fluidos se combinan reduciendo las partículas del adhesivo y proyectándolo en forma de espray.

El punto donde se mezclan los 2 fluidos es la parte más importante de la pistola,

ya que es donde se pueden realizar los ajustes para conseguir el espray deseado. A la zona donde llega el aire comprimido se le llama tobera, dicha tobera se

puede regular para conseguir una mayor o menor dispersión del abanico del espray o dicho de otra forma de la amplitud en grados de dicho espray. Si el espray está muy localizado o con poca amplitud tendremos una gran cantidad de partículas en un determinado espacio (riesgo de producir gotas) mientras que si aumentamos la amplitud la dispersión de las partículas será mayor (espesor de capa insuficiente). Dependerá de los resultados deseados la regulación de dicho abanico.





El conducto de adhesivo se controla mediante una aguja introducida en el

interior de una caña y con un ajuste perfecto, dicha aguja actúa como válvula, la cual permite o no el paso de adhesivo. La forma más usual de mover la aguja es con aire comprimido. Mediante la regulación de dicha aguja se dejara el paso de más o menos cantidad de adhesivo.

3.7.3 Inmersión Es el método de estudio de este proyecto, en resumen, se trata de introducir la

pieza en el adhesivo y después de un tiempo retirarla.

3.8 Preparación del adhesivo

El adhesivo industrial utilizado en Caucho Metal Productos es adquirido en forma de bidón de 250 Kg, ya que el adhesivo se compra por masa no por volumen. El problema es que no se puede aplicar directamente ya que no tiene la viscosidad deseada para las aplicaciones. Dicho producto es muy viscoso tanto para el proceso de ahdesivado por pulverización como por inmersión. Por lo tanto se le tiene que añadir tolueno (disolvente) para reducir su viscosidad. Para esta operación hay un determinado espacio donde se realiza. Dicho espacio está totalmente acondicionado puesto que el adhesivo y el tolueno son inflamables. Esta bajo un ambiente controlado tanto en temperatura como humedad, además de una cuidada ventilación y donde las medidas de seguridad son rigurosas.

Imagen 6: Bidones Adhesivo Cilbon 24 El principio para la preparación del adhesivo es la copa Ford, consistente en

medir el tiempo que tarda un fluido recogido en un recipiente en pasar por un agujero.





Dependiendo de la aplicación deseada dicho tiempo será variable. Cuanto más tiempo más viscoso y por el contrario cuanto menso tiempo menos viscosidad.

La forma de preparación del adhesivo es la siguiente:

• Se mide mediante copa Ford la viscosidad del bidón de adhesivo, puesto

que varía en función del tipo de lote o fabricante.

Imagen 7: Medición copa Ford

• Se le añade tolueno hasta conseguir el tiempo deseado en la aplicación.

Durante todo el proceso de preparación el adhesivo esta constantemente siendo batido o removido para evitar la depositación de las partículas solidas del adhesivo hacia el fondo del depósito. Por ello toda la elaboración del adhesivo se realiza en un mezclador de adhesivo, consistente en un gran contenedor provisto de una zona de llenado, para introducir el adhesivo puro. Para poder mezclar o batir se utiliza un batidor, consistente en un motor giratorio de pistones neumático al cual se le incorpora una varilla para remover el adhesivo. En la parte inferior del contenedor se sitúan unos grifos para realizar el desagüe del adhesivo elaborado hacia los contenedores finales de adhesivo elaborado.

Motor neumático giratorio

Imagen 8: Mezclador de adhesivo





Hay que tener en cuenta que el tolueno es un disolvente volátil, por lo que se

evapora muy fácilmente. Así que su manipulación a temperatura ambiente o fuera de recipientes herméticos se debe evitar o minimizar su tiempo de exposición, puesto que se evaporara. Lo mismo ocurrirá si elevamos la temperatura.

Al existir diferentes tipos de adhesivos, diferente maquinaria, hay varios tipos de elaboración de adhesivo. Este adhesivo elaborado debe estar perfecta mente identificado para evitar errores posteriores. Por ello todos los contenedores elaborados se les colocan una etiqueta, a pie de estas líneas, para identificar correctamente que tipo de adhesivo es y como se ha elaborado, así como la aplicación para la que se ha elaborado. Además de diferentes datos como nº de lote, nº bidón, fecha de caducidad, etc. Con esto se consigue una trazabilidad, para si existen posibles problemas en un futuro poder tener identificado todo los componentes que han intervenido en la fabricación de la pieza final.

Imagen 9 : Etiqueta de adhesivo

3.9 Preparación de la superficie

Antes de poder aplicar el adhesivo es necesario realizar una fase conocida como preparación de la superficie ha adhesivar. Esta fase es muy necesaria para conseguir una buena unión con los adhesivos y además de ello es la fase más crítica. Generalmente se dice que las superficies deben estar limpias, lo que realmente es necesario es que queden perfectamente libres de cualquier contaminante. Es tan vital esta fase de preparación que si se realiza de una forma poco minuciosa o sin prestar la atención requerida, con total seguridad arruinaremos el posterior proceso de adhesivado, ya que la unión no será perfecta puesto que no habremos eliminado totalmente los contaminantes. Estos contaminantes impedirán crear una película correcta en la superficie.

Para la eliminación de los contaminantes se pueden emplear dos diferente

sistemas de eliminación, mediante procesos o sistemas mecánicos o mediante químicos. Los sistemas de limpieza de superficie mecánica como son los: granallados, telas

o fieltros abrasivos, etc. Son más económicos y con una menos complejidad que los químicos pero si se comparan ambos sistemas como por ejemplo un químico, el ataque





de acido, este proceso químico da un mayor rendimiento y aumento de la vida útil de la unión.

Si se emplea el uso de los dos tipos de procesos el mecánico primero y luego

posteriormente el tratamiento químico se obtiene unos grandes resultados. Debido al aumento del área superficial, pero estos procesos no es muy común utilizarlos principalmente por el coste que ello supone.

El uso de la limpieza mediante un proceso mecánico es adecuado para un

determinado diseño, pero si lo que se quiere conseguir es un gran nivel de confianza en el tratamiento es mejor utilizar un proceso de limpieza químico.

Existe una gran cantidad de irregularidades en la superficie, estas afectan a la

vida útil de la unión cuando se somete a estados térmicos y mecánicos. Aquí existe una gran dificultad para limpiar y tratar las superficies en áreas con pocas crestas, esto supone también un inadecuado mojado al aplicar el adhesivo, con lo que, resulta una reducción del área de adhesivado de la unión. Para ello se deben utilizar en estos casos el granallado, las telas abrasivas, etc, todos estos procesos se han de aplicar con una adecuada granulometría, y más aun, en metales o materiales de dureza baja, puesto, que se pueden originar puntos de corrosión y los surcos profundos pueden ser origen de zonas de fallo por fatiga, con la facilitación de propagación de grietas.

A continuación detallaremos mas la preparación de piezas para los insertos o

piezas, dependiendo del material del que están compuestos.

3.9.1 Preparación de la superficie de metales Empezaremos a explicar detalladamente la preparación de las superficies de

metal. Este es el material más utilizado en los insertos o piezas ha adhesivar. Consta de varias fases por las cules van pasando los insertos para poder completar esta fase de preparación.

I. Esta proceso empieza por el desengrasado: Esta parte es común a todos los

procesos de preparación de superficies, existen varias formas de realizarlo, mediante inmersión de la zona a limpiar, mediante desengrasado con vapor o frotando con fieltros o tejidos empapados con disolvente. Para elegir y emplear de forma más óptima los diferentes productos a utilizar como son: el disolvente, acetona, alcohol isopropilo, xileno, tolueno, etc. Se debe realizar con precaución, por dos factores, por s grado de toxicidad e inflamabilidad y luego por el coste del producto y los condiciones que queremos eliminar.

II. Tras haber finalizado correctamente el desengrasado de las piezas

proseguimos con un ataque acido o limpiado alcalino. En este paso que suele ser usual dependiendo del inserto o pieza, consiste en, una operación de limpieza en la que se emplea un acido diluido o un tratamiento de ataque por





acido o una solución alcalina, esto dependerá del adherente y de las condiciones de trabajo de la unión adhesivada. En superficies de grandes dimensiones en donde este proceso es muy dificultoso por la complejidad del volumen, solo es posible utilizar los tratamientos mecánicos, pero teniendo en cuenta, la granulometría del abrasivo a utilizar.

III. Posteriormente interviene el aclarado: Este puede ser realizado mediante

diferentes métodos o procesos, pero sin ninguna norma establecida para indicar cuál es el más apropiado. Por eso hay muchas opiniones al respecto y unas difieren de otras, que los aclarados se deben realizar con agua caliente o fría, si el agua a utilizar debe ser destilada o no, si es aconsejable utilizar agua a presión o bien si el proceso se realiza por inmersión o espray, etc.

Si se emplea agua a presión es normal que no existan normas

preestablecidas debido a que el contenido de impurezas que pueda llevar el agua en suspensión varía de un sitio o zona a otro, incluso de una estación a otra. El uso de este proceso no está rechazado totalmente, pero conviene realizarlo con precaución, puesto que las propias impurezas del agua pueden volver a introducir contaminantes. El mejor proceso para saber si un agua corriente puede emplearse para el aclarado es realizar pruebas y test, en las piezas o uniones adhesivadas, con dos tipos de agua. Uno con el agua que queremos conocer si nos sirve y la otra con un agua destilada, libre de cualquier impureza o partícula orgánica. Dependiendo que metales se ha podido observar que la adicción de determinados aditivos en el agua de aclarado mejoraba la preparación de la superficie, como por ejemplo el titanio, en donde se aclara con agua destilada o des ionizada, a pesar de que, es mucho más costosa que el agua a corriente, pero en esa agua se le añaden los aditivos de forma controlada.

El objetivo del proceso de aclarado es la completa eliminación de la

solución de la limpieza o del ataque acido empleado en el anterior proceso. Si quedaran restos de ese proceso se puede producir corrosión en la capa superficial que incluso puede afectar al adhesivo, si este adhesivo es aplicado inmediatamente o si se emplea algún tipo de primer.

IV. El sacado es el siguiente paso a dar tras el aclarado, esta fase no es necesaria

obligatoriamente, esto dependerá del proceso. En el caso de realizarla, esta operación ha de realizarse con aire limpio y exento de polvo. Si se emplea un aire caliente con ventilación forzada implica que el control de la temperatura es total, esto es importante ya que puede dar lugar a la formación de óxidos superficiales, portante estas temperaturas deber estar entre los 35ºC y los 90ºC, para el acero la temperatura debe ser inferior a los 50ºC.

V. Acondicionado superficial; En esta fase se trata de formar en la superficie de

la pieza o inserto una película o composición química con un espesor controlado. Este proceso tan poco esta estandarizado pero si se suele





emplear. Su principal misión es la de controlar la resistencia de la unión adhesivada y su composición es una compleja mezcla de nitratos, sulfatos, fosfatos, etc.

Según dice la experiencia en pruebas y test realizados demuestra que algunas de las composiciones y espesores de película formada dan mejores comportamientos que otras. Mas significativamente cuando las condiciones de temperatura de trabajo de la junta adhesivada son extremas. Pero no existen por el contrario normas o pautas fijadas, por lo que su aplicación vendrá dada conseguida y argumentada por la experiencia mediante ensayos, pruebas o test, en los cuales se reproduzcan lo más fielmente posible las futuras solicitaciones que la unión adhesivada soportara.

VI. La última parte es la imprimación. Una vez esta la superficie ya preparada

surge el problema con los metales y ese problema es la pérdida de las condiciones que hemos obtenido en los diferentes procesos anteriormente descritos, con el fin de lograr una correcta unión. Es cierto que no todos los metales se comportan igual pero sí que tiene en común que el oxigeno y la humedad se vuelve a formar una película, nunca deseada, sobre la superficie. También cabe destacar la contaminación de otras partículas orgánicas que pueda transportar el aire en suspensión y los daños mecánicos que se puedan producir, si se deja que el tiempo transcurra desde el final del proceso de preparación de la superficie y la operación de aplicar el adhesivo.

Por este motivo la duración del tiempo de espera entre la preparación y el posterior adhesivado ha de ser lo más corta posible, lo más recomendable es aplicar el adhesivo inmediatamente posterior a la preparación de la superficie de las piezas o insertos. En el caso de no ser posible por diversos problemas se puede aplicar una imprimación a la superficie con las condiciones que nos limite el fabricante del adhesivo que se vaya a utilizar después.

Tras esta operación se puede proceder al almacenaje de las piezas o

insertos en un lugar limpio y seco, si es posible, es muy recomendable utilizar bolsas de polietileno para cubrir las piezas y la manipulación de las piezas o insertos con guantes limpios.

Como se ha podido comprobar para preparar las superficies para

adhesivas existen muchos procesos y métodos, ya que se pueden emplear múltiples composiciones para cada tipo diferente e metal y varias alternativas para cada aleación de ese mismo metal. Por ello a continuación se darán unas pautas para los materiales están realizados los insertos o piezas que se adhesivan en Caucho Metal Productos:

Aluminio

Es un material bastante utilizado en insertos debido a su robustez y a su ligereza, frente por ejemplo al acero, además para insertos cuya geometría es difícil se suele emplear el aluminio ya que se puede





fabricar por medio de inyección. Para el aluminio se sigue el siguiente procedimiento:

a. Desengrasado por vapor o limpieza con Tolueno o Metil etilcetona.

b. Inmersión en solución alcalina durante unos 10 minutos. c. Aclarado con agua destilada. d. Inmersión durante 10 minutos a 70ºC en una solución de

sales. e. Aclarado con agua destilada. f. Secado a temperatura superior a los 65ºC.

Acero

Es el principal material en los insertos o piezas a adhesivar, existen múltiples procesos para realizar, puesto que ha sido el material que más estudios ha tenido a lo largo de la historia. Aquí voy a poner el que se sigue en la planta para este material:

a. Desengrasado. b. Granallado con abrasivo inerte. c. Lavado con solución alcalina. d. Aclarado con alcohol etílico o metílico. e. Secado.

3.9.2 Preparación de las superficies de polímeros (plásticos) El término de polímero es tan amplio y son muchos los compuestos que se

pueden encontrar en el mercado. Unos de estos tipos de polímeros nos presentarán menos problemas en la adhesión que otros y las dificultades que se nos presentaran variaran de un tipo de polímero a otro.

Las fases de preparación de la superficie son similares a las enumeradas en los

metales, si bien aquí no existe la formación de óxidos. El limpiado de la superficies puede realizar como en el caso de los metales mediante procesos mecánicos o químicos, para elegir cuál es el método más apropiado para la limpieza superficial nos basaremos en el tipo de superficie a limpiar, debido, a que si son superficies polares como, acetatos, acrílicos, poliamidas, etc, utilizaremos un granallado con una tipo de granalla fina o los filtros o telas abrasivas. Sin embargo en superficies no polares se utilizaran los métodos químicos, como por ejemplo en el caso del polietileno, poliestileno, etc.

Como en la preparación de la superficie de los metales, la primera fase de esta

preparación es el desengrasado. Tras el paso por el desengrasado daremos un tratamiento químico o mecánico, si se opta por un método mecánico, obligatoriamente después las piezas o insertos deben pasar por otro proceso para la eliminación total de las partículas utilizadas en el anterior tratamiento. Seguidamente dichas piezas o





insertos pasaran por el proceso de aclarado y posterior secado. Como en los metales es muy recomendable una vez finalizado el proceso de preparación de la superficie adhesivar, se aplique el adhesivo.

A continuación se expondrán los diferentes pasos a seguir dependiendo del tipo

de polímero, yo me voy a centrar en los polímeros que tenemos en los insertos o piezas.

3.10 . Operaciones auxiliares al adhesivado

Antes de poder adhesivar cualquier pieza independientemente del tipo de material (diferente al caucho), es necesario realizar diferentes operaciones o procesos previos. Estos procesos van a preparar, facilitar y mejorar el proceso de adhesivado. La operaciones principales son el granallado y desengrasado. Se hacen totalmente necesarias dichas operaciones ya que las piezas son enviadas por el proveedor en unas determinadas condiciones no aptas para un adhesivado óptimo.

3.10.1 Fosfatado Algunas piezas de acero son sometidas a este tratamiento electroquímico para

conseguir un mejor comportamiento frente a la corrosión o porque posteriormente dichas piezas van a ser embutidas, así facilitan dichos procesos. Otros motivos son por requerimientos del cliente.

El fosfatado consiste en depositar una pequeña capa de fosfato en la superficie

de acero, generalmente mediante un proceso de inmersión donde se encuentran disueltas y en estado liquido las diferentes sales de fosfato.

Este proceso es realizado fuera de la factoría por otra empresa. Imagen 10: Pieza sin fosfatar Imagen 11: Pieza fosfatada





3.10.2 Granallado La gran mayoría de las piezas a adhesivar están fabricadas por medio de

inyección por lo que las superficies están muy lisas. Estas superficies tan lisas es un problema ya que cuando se adhesiva no se consigue el espesor de capa deseado, además de dificultar que el adhesivo quede depositado en la superficie.

Para solucionar todos estos problemas interviene el granallado, consistente en

exponer las piezas a una corriente de granalla durante un determinado tiempo. La granalla es el abrasivo utilizado en esta operación, el cual, va realizando un

desgaste controlado a la superficie de las piezas. Así las piezas pasan de tener una superficie lisa a una superficie rugosa. Dicha granalla está compuesta por acero con un alto porcentaje en carbono.

Las piezas que hayan sido fosfatadas previamente nunca pasaran por este

proceso, ya que eliminaríamos la capa de fosfatado.

Imagen 12: Granalla Este proceso se realiza con una maquina denominada granalladora, a

continuación imágenes sobre la maquinaria. EL proceso comienzo cuando se introducen las piezas o insertos en la cuba. A continuación la cuba comienza a girar y por la parte superior es inyectada la granalla, por medio de una turbina, el giro de la cuba es necesario para que se muevan las piezas y así este chorro de granalla golpea a todas las piezas y en todas sus superficies. Por la parte inferior de la cuba existe una trampilla, por la cual y mediante un vibrador se recoge la granalla, esta granalla será reutilizada de nuevo. Trascurrido el tiempo en el cual está el chorro de granalla impactando con las piezas se termina el proceso, entonces se podrá retirar las piezas o insertos del interior de la cuba. En esta máquina se debe de tener en cuenta que en producción es muy importante comenzar el proceso con la cuba llena de piezas o insertos, puesto que, si no está llena el chorro de granalla golpeara a las paredes de la cuba. Este hecho es tan agresivo que puede dañar la pared de la propia cuba, si esto se repite continuadamente a lo largo del tiempo, y puede producir incluso perforaciones de la pared de la cuba.





Imagen 13: Granalladora vista general Imagen 14: Detalle tambor o cuba

3.10.3 Desengrasado Es el último proceso químico anterior al adhesivado, por este proceso pasan

todas las piezas. Es altamente recomendable dicho proceso ya que todas las piezas como se puede ver pasan anteriormente por otros procesos. Estos procesos pueden contaminar las piezas mediante polvo, aceites, etc. Además del propio transporte desde el proveedor. Para asegurar que las piezas queden limpias y desengrasadas antes del adhesivado está este proceso.

El proceso de adhesivado se realiza de la siguiente forma: • En un contenedor esta el producto químico desengrasante perfectamente

conservado y limpio. • Se introducen las piezas a desengrasar en una cuba. Las piezas están

introducidas en unas cestillas con el fin de facilitar su manipulación. Puesto que la carga y descarga se realiza manualmente, mediante un operario.

Imagen 15: Cuba





• La cuba comienza a girar con las piezas sumergidas en el desengrasante

durante un tiempo. • Posteriormente están un tiempo de secado mediante temperatura. • Se retiran las piezas y pasan a la zona de adhesivado.

Este proceso se realiza con una maquina denominada desengrase.

Imagen 16: Desengrase





4. Adhesivado por pulverización

4.1 Datos Generales

Este método de aplicación es el que actualmente se está aplicando para adhesivar los insertos de diferentes materiales. En la factoría hay dos diferentes maquinas que aplican dicho proceso.

4.1.1 Bombo

4.1.1.1 . Introducción

Es el primero de los dos tipos de maquinaria existente para el proceso de aplicación del adhesivo. Voy a comenzar hablar sobre esta maquinaria ya que es la que tiene un menor grado de automatización, pese a que estos procesos de ahdesivado nos e requiere un gran nivel ya que es muy simple. Dentro de la automatización que se detallara más adelante, podemos decir que solo se controla tiempos.

Esta maquina tiene las siguientes características: • Como la mayoría de las maquinas su principal energía viene a ser eléctrica.

En este apartado tenemos que comentar las diferentes partes eléctricas que se pueden diferenciar. Por un lado están los diferentes motores como son los de mover la cuba, mover la cinta de descarga automática y por último, los motores de las turbinas que inyectan el aire caliente producido por las resistencias. Por otra parte tenemos la alimentación a los mandos eléctricos como pulsadores, autómata, finales de carrera, detectores de varios tipos, etc. La energía consumida por estos últimos es muy pequeña. La última parte eléctrica nos quedan los elementos que más energía eléctrica consumen que son las resistencias, estas resistencias eléctricas de una potencia de 1,5 KW. Esta máquina tiene equipadas 3 baterías de resistencias, cada una de las cuales, tiene a su vez 3 resistencias. Todas ellas se centran en un equipo de calentamiento. Estas resistencias están conectadas en estrella por lo que entonces estas alimentadas a una tensión de 230V. Estas resistencias son de tipo aleteadas, estas son las que más superficie de contacto con el aire tienen, por eso se emplean en esta aplicación.

La maquina está alimentada en la entrada general a una tensión de 400V

trifásica y alterna, como la maquina es un poco antigua la tensión que se utiliza en toda la parte de mando es de 110V, tensión que se consigue mediante un transformador.

Para la seguridad de las personas que trabajan en el entorno de esta

máquina, así como del correcto mantenimiento y conservación de los





diferentes elementos eléctricos, están situados en un armario eléctrico. Dicho armario se sitúa en uno de los laterales de la maquina, perfectamente aislado del suelo, accesible para su mantenimiento, es robusto para resistir posibles golpes externos sin sufrir daños en el interior del mismo. Además sobre el frontal del mismo se sitúan parte de los mandos de acción y control de la maquina, generalmente son los principales, como el interruptor general de tensión, y mandos muy básico. También se aprovecha para poner diferentes indicativos como parámetros o tiempos de adhesivado.

La potencia nominal total de todos componentes eléctricos es de 20 KW

de potencia.

Imagen 17 : Resistencia aleteada

Imagen 18 : Equipo de calentamiento

Imagen 19 : Cuadro eléctrico





• La otra fuente de energía que tiene esta máquina industrial, como la mayoría

de ellas, es la neumática. Con esta energía, muy necesaria para poder realizar diversos trabajos dentro de este proceso de adhesivado. Esta energía es utilizada en esta máquina para la manipulación de todo lo referente al adhesivo, desde batir la pintura hasta el bombeo. Además de la utilización de la neumática para el control de las pistolas. Puesto que las pistolas necesitan de la neumática para poder controlar cuando pintan o no, ya que la neumática es la encargada de abrir o cerrar el pico o aguja de la pistola. Una de las mejores características que posee la neumática es que no es una energía deflagrante por lo por ello es la idónea para aplicaciones como esta de manipulación del adhesivo, puesto que el adhesivo es altamente inflamable, y si utilizamos por ejemplo electricidad una simple chispa puede desencadenar un accidente. Otro de los usos es para poder accionar el actuador de giro que realiza el movimiento de las pistolas dentro de la cuba de adhesivado, este actuador suele girar unos 90º, para mejorar y facilitar la aplicación del adhesivo.

Esta energía neumática es suministrada por la red general de la planta,

donde está ubicado el bombo de adhesivo tiene una toma para captar dicha energía. Posteriormente el aire es tratado antes de ser utilizado por los diferentes elementos neumáticos que hemos comentado. Esta energía pese a tener un mayor coste que la eléctrica para estas aplicaciones donde se tiene riesgo de incendio o explosión se hace vital su utilización.

En cuanto a consumo de energía neumática, estamos entorno a 100l/min.

Donde el mayor consumo se lo reparten entre la bomba de impulso del adhesivo y el batidor del adhesivo, puesto están todo el tiempo funcionando para que el adhesivo nunca este en reposo, evitando la deposición de los sólidos del adhesivo.

Imagen 20 : Vista general del bombo de adhesivado





4.1.1.2 . Método de aplicación del adhesivo

La primera se trata de realizar el adhesivado mediante un “bombo de adhesivado“, consistente, en una gran cuba en posición semivertical. En el interior de la cuba se introducirán las diferentes piezas adhesivar. Dicha cuba comienza a girar a bajas r.p.m. En la parte superior de la cuba se sitúa una pistola la cual pulveriza el adhesivo hacia las piezas. La pistola realiza un movimiento angular de aproximadamente 90 grados pero la pistola se mantiene siempre en el mismo plano. Este proceso dura varios minutos hasta conseguir el espesor deseado de adhesivo.

Pistolas de adhesivar

Imagen 21: Cuba y pistolas

4.1.2 Cabina de adhesivo

4.1.2.1 . Introducción

El segundo tipo de maquinaria empleada es una cabina, su mecanismo es muy sencillo. La principal parte es una gran mesa giratoria, sobre la mesa van montadas unos soportes en donde se alojan las piezas adhesivar. Dichos soportes variaran en función de las piezas adhesivar. Alrededor de la mesa se reparten diferentes estaciones por las cuales pasan las piezas que son las siguientes. La principal diferencia respecto al bombo es que tiene dos zonas de aplicación de adhesivo, esto es muy importante para poder aplicar dos tipos de adhesivos diferentes (gris y negro).

Como en el bombo esta máquina para su funcionamiento necesita de dos fuentes

de energía, una la energía eléctrica y lo otra es la energía neumática. • En cuanto a la energía eléctrica esta máquina tiene varios dispositivos

eléctricos. Dispone de un motor para poder girar la mesa, dos motores para poder realizar el movimiento vertical ascendente y descendente del cuerpo donde van alojados las pistolas. Además de los dos motores que mueven sendas turbinas para inyectar el aire exterior hacia el interior de los túneles de secado. Otra fuente que necesita energía es toda la parte electrónica de control como el autómata programable, pantallas táctiles, relés de control, electroválvulas, etc.





Como ocurre en bombo de ahdesivado la mayor parte del consumo de energía eléctrica de esta máquina corresponde a las resistencias. Esta máquina dispone de dos baterías de resistencias, cada una de las cuales ira alojada en un túnel de secado. Estas baterías se encuentran situadas en la parte de arriba del túnel, para facilitar tanto las labores de mantenimiento como facilitar el flujo de aire de entrada. Estas baterías de resistencias constan de un motor que mueve una turbina, esta turbina es la encargada de inyectar aire del exterior al interior del túnel, previo paso por las resistencias aleteadas (idénticas al bombo de adhesivo), estas resistencias calientan el aire. Esta temperatura del interior del túnel esta siempre controlada por termopares que activan más o menos resistencias dependiendo de las exigencias de temperatura.

La toma de energía eléctrica esta suministrada a una tensión de 400V

trifásica mas toma de tierra y 50Hz. Turbina Resistencias

Imagen 22 : Baterías resistencias

• La otra energía, como no podía ser de otra manera es la neumática. Esta

energía es la encargada de manipular el adhesivo, desde el bombeo, hasta la aplicación. También el sistema de batido del adhesivo. Además el control de las pistolas se realiza también de forma neumática, controlando el abanico de las mismas todos estos controles se realizan mediante reguladores o de presión o de caudal. Estando cada uno de los parámetro tanto de pilotaje como de control perfectamente parametrizados y controlados, además dis pone de manómetros para realizar inspecciones visuales.

Para poder conseguir esta energía, la maquina se conecta a la red general

de la planta, la cual suministra una presión entorno a los 6 bares. El caudal necesario para esta máquina es de unos 200l/min, necesita más

caudal que el bombo ya que es más grande y además tiene dos estaciones de





aplicación de adhesivo, por lo que las necesidades de energía neumática son también el doble.

A continuación tres imágenes, en la primera se observa una bomba de

impulsión de adhesivo, esta bomba es neumática y se denomina bomba de membrana. La otra imagen es de la parte de regulación y control de las diferentes pistolas que intervienen en la aplicación del adhesivo, además como se puede observar todas las presiones y caudales de cada una de las pistolas de aplicación se pueden modificar dependiendo de las circunstancias que se puedan desarrollar en la producción.

Imagen 23 : Bomba de adhesivo Imagen 24 : Control de las pistolas de adhesivado

Para la última imagen se detalla el motor neumático de pistones, que es el

encargado de remover la pintura en cada uno de los contenedores de adhesivo. A este motor neumático se le añade una varilla con una hélice que es la encargada de trasmitir la energía mecánica de giro al fluido en este caso el adhesivo. Esta última parte es común a todas las aplicaciones de adhesivo, según sea cual sea la aplicación, mientras la aplicación se realice con un depósito de adhesivo de 25 kg.

Motor rotativo neumático Varilla

Hélice

Imagen 25 : Batidor neumático de adhesivo





4.1.2.2 . Fases para la aplicación del adhesivo en cabina

• Zona de carga; Aquí se carga de piezas para adhesivar. Es manual, un operario se encarga de cargar en los soportes de la mesa las piezas.

Imagen 26: Cargando metales • Primera zona de aplicación de adhesivo; Aquí se aplica la primera capa de

adhesivo, el sistema de aplicación son pistolas para pulverizar el adhesivo. Dichas pistolas realizan un movimiento vertical descendente y ascendente. Dicho movimiento está controlado tanto el longitud como en velocidad para conseguir la capa de adhesivo requerida. Esta regulación es posible, ya que todo el soporte del as pistolas van montado sobre un soporte accionado con un motor eléctrico acoplado a un reductor. Este motor es controlado mediante un variador de frecuencia. Con este variador regulamos la velocidad tanto descendiendo como ascendiendo. Para controlar la posición o recorrido de las pistolas, el soporte lleva incorporado un encoder que está en todo momento leyendo la posición del mismo. También se regularán las pistolas para realizar una correcta aplicación.

Imagen 27: Aplicación adhesivo

• Zona de secado primera; Es inmediatamente posterior al adhesivado, en

esta parte las piezas pasan por un “túnel” el cual se encuentra aire a una cierta temperatura, dicho aire es impulsado por el túnel mediante sopladores o turbinas. Al finalizar dicha zona el adhesivo está totalmente seco. Es una





de las principales condiciones para poder aplicar encima otro capa de adhesivo.

Imagen 28: Túnel de secado

• Segunda zona de aplicación de adhesivo; Es necesario realizar una segunda aplicación de adhesivo por dos causas. Una es porque en la primera aplicación no se consigue el suficiente espesor de capa o porque se necesita otro tipo de adhesivo. Si la pieza necesita dos tipos de adhesivos (gris y negro), primero se aplica la capa de gris y posterior la de negro.

• Zona de secado segunda; Como en la primera aplicación es necesario un secado posterior a la aplicación del adhesivo. Este paso es igual que el secado primero.

• Zona de descarga; Es la última parte del proceso. Se trata de retirar las piezas ya adhesivas de la mesa e introducirlas en los contenedores para su posterior vulcanizado. Es también como la carga manual, es el mismo operario el que se encarga de cargar y descargar. Aunque dependiendo del tipo de inserto o pieza que se adhesive esta descarga puede ser automática, para conseguirlo se necesita una cinta, la cual evacuará las piezas ya adhesivadas hacia el contendor de almacenado, y la otra parte es la encargada de retirar las piezas de la mesa giratoria de adhesivado de la maquina.

Imagen 29: Descarga de piezas adhesivadas, manual Imagen 30 : Cinta para conducir las piezas al contenedor





Imagen 31 : Extractor de piezas, en este caso es neumático





5. Adhesivado por inmersión

5.1 Introducción

Este método es el elegido para conocer y realizar las diferentes pruebas. Se irá detallando el proceso en las diferentes partes de este proyecto.

Cabe destacar que primeramente se realizaran unas pruebas piloto utilizando

unos medios reciclados muy básicos, con el consiguiente ahorro. Posteriormente estamos a la espera de una modificación de una máquina para adecuarla al proceso de inmersión, donde se constatará de una forma más fiel los datos obtenidos anteriormente. Sobre todo en cuanto a costes. Además dicha maquinaría está siendo modificada para emplearla industrialmente. Así se pueden ver los posibles problemas en una producción continuada.

El recinto donde se realizaron las pruebas es una nave, en la cual se denomina,

centro técnico o zona de prototipos. Cuyas características de limpieza y seguridad son óptimas para el trabajo a realizar.

5.1.1 Medios necesarios Son necesarios varios elementos de muy diversa forma. Como se detallara a

continuación:

• En primer lugar un recipiente en donde se situará el adhesivo. Para realizar las primeras pruebas no será necesario un gran volumen por lo que utilizaremos un bidón de 25 kg. No estará lleno de adhesivo sino un cuarto de su capacidad, ya que para las primeras pruebas es necesario con ese nivel.

Hay que tener mucho cuidado con el adhesivo ya que se necesita estar

removiendo o batiendo constantemente, si el adhesivo se queda mucho tiempo sin removerse, las partículas solidas se quedaran en el fondo. De esta manera no tendremos un adhesivo totalmente homogéneo, sino que, en la parte alta del recipiente estará la mayor parte del disolvente y en la parta inferior estará depositado las partículas solidas del adhesivo.

Imagen 32 : Recipiente adhesivo sobre bandeja





El recipiente se situará encima de una bandeja, la cual, recogerá los posibles vertidos de adhesivo que se puedan ocasionar en la manipulación del mismo o con las piezas o insertos.

• Para poder precalentar las insertos, así como para el posterior secado de los mismos disponemos de un horno de tamaño mediano-pequeño. Este horno dispone de un ventilador interno con el fin de poder impulsar el aire caliente en todo el interior del horno. Así se consigue una temperatura más homogénea y evitamos un elevado gradiente de temperaturas entre la zona alta y la zona baja.

Conseguimos que mientras unas piezas se están adhesivando, otras se están precalentando y otras secando aprovechando tener el horno siempre con piezas en diferentes pasos, con ello, ahorramos energía.

Imagen 33 : Vista del horno • Para controlar de una forma más segura la temperatura interior del horno

que con el regulador de temperatura utilizaremos un pirómetro calibrado. Dicho aparato de medida se utilizara en el horno puesto que el horno dispone de un orificio por el cual introducir la sonda del pirómetro.

También es necesario medir la temperatura del inserto antes de adhesivar,

pero esto se realizara con otra sonda diferente. Este aparato de medida de temperatura esta como cualquier elemento de medida calibrado correctamente, para poder tener una seguridad correcta de la medida de la temperatura. Este pirómetro es un modelo, Testo 735.

Imagen 34 : Pirómetro, testo 735 y sus sondas





• Otro de los aparatos para medir es el cronometro, con este aparato de medida

se medirán los diferentes tiempos necesarios para este proceso. Es conveniente este parámetro de tiempo, ya que en una posible futura industrialización del proceso, todo el ahorro en tiempos es mayor rendimiento, más producción y por ello mejores resultados económicos.

• Para la medición de la capa de espesor utilizaremos un medidor de espesores que utiliza la tecnología de los ultrasonidos. Es el más adecuado ya que los espesores de capa son micras, además de ello las piezas o insertos son de metal lo que es un material muy aconsejable para este tipo de ultrasonidos. El equipo a utilizar es un deltascope MP 30.

Imagen 35 : Medidor espesor de capa

5.2 Preparación de las piezas

Como se ha comentado anterior mente es necesario una preparación muy exhaustiva de las piezas para conseguir un óptimo adhesivado y no tener problemas en el proceso de vulcanización. Por tanto antes de comenzar el adhesivado por inmersión las piezas deben pasar primero por fosfatado, si la pieza lo requiere. Tras el proceso de fosfatado pasara al desengrasado, último proceso anterior al adhesivado.

En esta primera prueba he cogido dos tipos de insertos muy distintos, uno

pequeño pero con una gran producción y con mas volumen de material pero sin embargo con menos producción. Cuyas referencias internas son para el inserto con menos volumen de material, la 4701512 mientras que para el otro inserto, 1301212.

5.2.1 Tomar el cero de las piezas Como se detalla en el alcance del proyecto antes de empezar dicho trabajo no se

conocían muchos de los datos, uno de ellos es el espesor de capa que se le daba a los insertos (maquina bombo de adhesivo), sí que se conocían en el otro tipo de maquinaria de aplicación (cabina de adhesivo). Por lo tanto antes de empezar a pintar necesitaremos tomar el cero en las piezas, para así conseguir el dato de espesor de capa de adhesivado





posterior. Este cero lo tomaremos cuando la pieza ya ha pasado por los procesos electroquímicos o de cualquier tipo, además de ser desengrasada. Es decir la pieza esté lista para ser adhesivada. Para ello será necesario acudir al laboratorio de calidad y metrotécnia, donde se sitúan los diferentes aparatos de medida con precisión. Además cada uno de los aparatos de medida están perfectamente calibrados y pasan periódicamente controles para verificar y certificar sus medidas. También se dan las condiciones perfectas para una buena medida ya que está controlada tanto la temperatura como la humedad Recuerdo que las medidas a utilizar son muy pequeñas, estamos hablando de µm, por lo que el aparato de medida tiene que ser muy preciso.

Para esta medida del espesor utilizaremos un aparato denominado medidor de

ultrasonidos, cuyo modelo es “ Deltascope MP30”, el cual se basa principalmente en los ultrasonidos. Para facilitar la visualización además del posterior tratamiento de los datos, este aparato de medida está conectado a un ordenador y mediante una hoja excel se van almacenando los datos.

Cabe recordar que para realizar dicha medida hay que extremar las medidas de

limpieza tanto en la pieza como en la superficie a medir. Siempre que tengamos que manipular manualmente cualquier pieza o inserto nos deberemos de colocar unos guantes con el fin de contaminar la superficie de la pieza. Estas medidas tan estrictas son vitales ya que cualquier partícula se puede adherir a la superficie de la pieza y falsear todas las medidas.

5.2.1.1 Calibración del 0 pieza

Para poder empezar a medir necesitamos tener una memoria libre en el aparato de medida, ya que este modelo tiene 100 memorias distintas. También cabe destacar que este equipo solo se puede medir espesores en material ferroso, no soporta ni aluminio ni plásticos.

Los pasos para poder determinar el 0 pieza son los siguientes:

• Nos situamos en la memoria que deseamos medir dicho inserto o pieza, una vez comprobada que está libre y no dispone nada almacenado.

• Apoyamos perfectamente la pieza, sobre una base totalmente plana y rígida. Si se trata de piezas con redondeos o superficies cilíndricas, dichas piezas se montaran sobre un calzo en V. Dicho calzo en V ayuda a estabilizar la medida ya que nos permite una mejor sujeción de la pieza o inserto.

• Una vez estabilizada la pieza el aparato pide una serie de medidas, estas

medidas se harán directamente en la superficie de la pieza. Para ello utilizamos el palpador del medidor de ultrasonidos. La toma de medidas





finalizara cuando el medidor nos diga, depende de la memoria utilizada tiene más o menos tomas de muestras.

Imagen 36 : Toma de medida • Tras este paso usaremos unos patrones sobre la misma pieza. Estos patrones

lo que realizan es la verificación de la medida ya que el aparato se ha podido desviar. En caso de que exista una variación de medida se corregirá manualmente presionando en los botones de la consola del medidor. Este paso lo deberemos realizar varias veces puesto que utilizaremos patrones de diferentes espesores para asegurar una correcta medida. Los patrones serán requeridos por el propio aparato de medida, generalmente son dos obligatorios, pero la experiencia con este tipo de medidores requieren uno o dos patrones más.

Patrones de medida Imagen 37 : Midiendo con patrón 2

Imagen 38 : Midiendo con patrón 1

• Tras los patrones el aparato da un OK si están establecidos todos los parámetros requeridos par aun correcto funcionamiento. Si nos de ERROR lo más sencillo es hacer un rest de la memoria y comenzar de nuevo todo el proceso anteriormente descrito, es posible que al saltarnos algún paso el aparato no ha conseguido grabar algún dato o alguna medida.

• Antes de comenzar a medir el cero comprobamos de nuevo con los patrones

que nos da la medida del patrón en diferentes zonas y cambiando de patrones. Si todo da correcto continuaremos al siguiente paso sino volveremos al paso anterior o de nuevo al principio.





Imagen 39 : Comprobación con patrón • Tras esta operación, conectamos el aparato al ordenador y comenzaremos a

realizar las mediciones del cero sobre la pieza. El número de muestras dependerá del volumen de la pieza y de la superficie. Para el inserto con referencia 4701512, al ser pequeña con diez valores he considerado suficiente, cinco valores por el interior de la pieza y cinco por el exterior. Mientras que para la referencia 1301212 al tener una mayor superficie he tomado diez valores exteriores y diez interiores, así he barrido correctamente toda la pieza. Estos datos se quedan guardados para que se tenga el 0 de cada una de las referencias obtenidas. Todo esto es posible gracias a un software que procesa dichos datos del medidor de ultrasonidos en el ordenador, posteriormente nos da unos valores para poder ser tratados con diferentes programas informáticos.

Imagen 40 : Midiendo piezas

5.3 Adhesivado por inmersión

Estas primeras pruebas se han realizado solo el adhesivado de unas pequeñas muestras, en torno a dos o tres piezas por referencia. Ha sido necesario para poder empezar

Con las piezas ya tomadas el cero y perfectamente limpias, con todos los

tratamientos eletroquimicos, etc. Empezamos ha adhesivar por inmersión para ello después de estar situados en el lugar de la zona de prototipos preparada para tal fin, realizamos las siguientes operaciones.

• Antes de comenzar adhesivar necesitamos poner el horno a calentar para que

alcance la temperatura de precalentamiento y secado posterior de las piezas o insertos. Esta operación de calentamiento tardara aproximadamente entorno a 15 minutos. Tiempo en el cual iremos recoger el adhesivo a la zona





donde nos lo elaboran así como preparar los diferentes utensilios necesarios para la prueba. Como son el pirómetro, cronometro, las piezas, los ganchos para sujetar las piezas en el interior del horno.

Otra parte importante, como cada vez que se tiene que adhesivar de cualquiera de los métodos aplicar, el adhesivo previamente se debe introducir dentro de una maquina, llamada batidora de adhesivo, esta máquina tiene como objetivo el remover el adhesivo sin introducir una batidora. Este movimiento de adhesivo consiste en introducir el contenedor, dicho contenedor se fija perfectamente, una vez fijado dicho contenedor comienza a dar revoluciones a muy baja velocidad, con lo que el contenedor va alternando la posición horizontal y vertical y la tapa en la parte superior e inferior.

• Una vez el horno ha alcanzado la temperatura consignada para precalentar las diferentes piezas o insertos. Esta temperatura de consigna es verificada mediante la medición con el pirómetro, como se puede observar en la imagen, a pie de estas líneas, es de entorno a 100ºC. Con esta temperatura en el interior del horno las piezas suelen estar entorno a los 60ºC. Estos insertos se introducen en el interior del horno, mediante unos colgantes para que se puedan calentar toda la superficie uniformemente.

Imagen 41 : Temperatura de consigna • Transcurrido un tiempo en el horno precalentando el metal. Este proceso de

precalentamiento es necesario para mejorar que el adhesivo se deposite en la superficie de la pieza o inserto ha adhesivar. La mejora es debido, a que la temperatura hace ser un poco más fluido el adhesivo en las capas cercanas al inserto y facilita la adhesión. El tiempo de precalentamiento se controlara mediante un cronometro, para la primera prueba se ha tomado un tiempo de tres minutos para el inserto 4701512 y cinco para el 1301212. Estos tiempos han sido obtenido mediante experiencia por el departamento de procesos de ingeniería, este valor se ha tomado como referencia, es una de las posibles variables a modificar en un futuro. Una vez transcurrido el tiempo se retiran las piezas del interior del horno de precalentamiento y para comprobar que





se tiene la temperatura adecuada, se mide directamente sobre la pieza con el pirómetro, utilizando la correcta sonda de medida para estas superficies.

Imagen 42 : Temperatura del metal • Con la pieza ya precalentada se saca del horno, a continuación se introduce

en el depósito de adhesivo. En esta prueba para introducir la pieza en el depósito de adhesivo se hará manualmente, mediante un alambre de sujeción. El alambre será de un espesor muy pequeño con el fin de conseguir que la zona sin cubrir de adhesivo por la sujeción sea lo más pequeña posible. Al sumergirla el inserto o pieza completamente en paralelo se controlara el tiempo de inmersión de la pieza en el adhesivo. En estas primeras pruebas se está tomando el valor de dos segundos, hasta confirmar si el espesor de capa conseguido es el deseado para esos insertos.

Hay que recordar que el adhesivo se ha estado batiendo y que unos instantes antes de introducir la pieza se ha retirado la batidora, con el fin de obtener más espacio.

Imagen 43 : Pieza antes de la inmersión

Imagen 44 : Instante de la inmersión total





• Una vez la pieza ha estado en el adhesivo el tiempo requerido se eleva del

adhesivo. Una vez el inserto esta fuera del adhesivo a una altura determinada, en torno a los 10 centímetros, se toma el cronometro para controlar el tiempo que tarda en desprender la última gota de adhesivo.

Dicha gota es formada ya que el adhesivo esta en forma líquida y la resistencia de cohesión de las capa exteriores es muy débil. Cuanto menor espesor menor resistencia y mas facilitada para desprenderse de la superficie.

Este parámetro es muy importante para la posible industrialización del

proceso puesto que es un tiempo en el cual se debe permanecer sobre el recipiente de adhesivo para poder recoger el adhesivo sobrante. Si no se necesitara una zona para poder recoger dicho sobrante, en estas primeras pruebas no ha dado un tiempo de goteo de entre diez y quince segundos.

Imagen 45 : Retirada de la pieza • Transcurrido el tiempo de goteo, el inserto o pieza es introducido

nuevamente en el horno. Este secado contribuye acelerar el proceso de curación del adhesivo, con ello bajamos el tiempo de curación a temperatura ambiente. Teniendo en cuenta que se debe secar completamente para terminar este proceso de inmersión. Este tiempo de secado en el horno es controlado mediante un cronometro, puesto que también es un dato muy importante para el futuro proceso de industrialización. La posible maquina debe contar con un tiempo de secado para completar el ciclo de adhesiva. En este caso hemos dejado secar un minuto. El resultado final de las piezas ha sido correcto, con un secado total de los insertos y un buen estado aparente superficial.

Imagen 46 : Piezas en el secado





• También hay que destacar que el horno siempre está con insertos, así hemos aprovechado la temperatura, ya sea, para precalentar como para secar.

Piezas precalentándose Piezas secándose

Imagen 47 : Horno con insertos

5.4 Medida del espesor de capa

Una vez se ha terminado de adhesivar las piezas o insertos y haber transcurrido un mínimo de 24 horas, para el completo evaporamiento de los disolventes que contiene el adhesivo, deberemos empezar a tomar medidas de espesor de capa.

Para tomar estas medidas acudiremos a la sala de metrología donde se encuentra

el equipo de medida por ultrasonidos utilizado para la toma de estos datos, como ya se ha visto en puntos anteriores. Este aparato ya ha sido anteriormente calibrado su cero, por lo que podemos empezar a medir espesores de capa a partir del 0 obtenido.

Estas medidas serán tomadas directamente en la pieza, con la sonda adecuada

del medidor de ultrasonidos, este aparato de medida está conectado al ordenador, donde se encuentra un software que recibe estos datos de medida, los procesa y nos da un valor. Con ese valor obtenido el programa nos proporciona directamente el espesor de capa obtenido en la pieza o inserto. Este espesor obtenido es una media de varios valores tomados, este número de valores depende de cada una de las piezas, según su volumen, la complejidad de la superficie, la facilidad para tomar los datos, lo normal suele ser entre 5 y 10 muestras.

Como norma en toda clase de manipulación de piezas o insertos para adhesivar o

adhesivado se debe emplear en uso de guantes para no contaminar la superficie a adhesivar, ya que cualquier partícula puede afectar al correcto funcionamiento del adhesivado.

Una vez están tomadas las medidas de espesor de capa quedando reflejados los

valores y registrados en la base de datos, las piezas ya pueden ser vulcanizadas para realizar otro tipo de pruebas posteriores como diversos ensayos.





5.5 Posibles problemas

Tras realizar las primeras pruebas hemos analizados los insertos adhesivados. En esta primera observación hemos observado algunos posibles fallos, que pueden no ser relevantes o si en el posterior proceso de vulcanizado de los insertos. Los principales defectos o errores en el proceso de inmersión observados son:

• La formación de la gota; se presenta el recorrido a lo largo de la superficie de

la pieza o inserto. Desde el punto donde se origina la gota hasta su punto final de desprendimiento. Generalmente se observa la mayor formación de gota en el punto opuesto a la sujeción de la pieza o inserto. Esto se debe a que la gota queda formada cuando se retira la pieza o inserto del adhesivo líquido. En esta parte si se retira de una forma brusca se produce la formación de gota muy fácil debido a dos causas una la poca resistencia que presenta las capas superficiales del adhesivo. La otra causa es la gravedad terrestre que en este caso se demuestra en la forma que las gotas realizan un recorrido desde la parte más alta de la pieza o inserto hasta la parte inferior por donde si la resistencia de las últimas capas de adhesivo es muy baja termina por desprenderse. A continuación una imagen tomada de una de las piezas sometidas al proceso de inmersión donde se puede apreciar dicha formación de gota.

Gota de adhesivo Imagen 48: Gota de adhesivo en pieza • Zona sin adhesivar; Aunque la pieza o inserto queda totalmente sumergida

en el adhesivo hay una parte que queda sin adhesivar. Esta parte es por donde se sujeta el inserto para el proceso de inmersión. Aunque se intenta que esta zona sea la mínima posible, es imposible, eliminarla puesto que es necesario tener una sujeción para poder introducir la pieza en el adhesivo y posteriormente retirarla.

Dicha sujeción consta de una fina alambre de acero, en el futuro se puede

cambiar la sujeción a un acero teflonado. El teflonado lo que consiste es en





revestir al acero de una capa superficial de un compuesto a base de teflón. Este teflón lo que hace es evitar que el adhesivo se quede pegado en el acero formando una capa, además de la facilidad de limpiar el útil de sujeción una vez finalizada la operación de adhesivar. La facilidad de la limpieza viene dada porque el adhesivo no se adhiere al metal con lo que esta suelto y con solo tirar de él sería suficiente para retirarlo.

Esta parte además presenta otro inconveniente y es que en las

proximidades al alambre de sujeción se deposita más adhesivo, se cree que este adhesivo es el que debería de tener en la zona donde está el alambre. Con este sobre espesor de capa, pueden surgir problemas en el vulcanizado. Se pueden presentar problemas en que no sea capaz de calentar el adhesivo para que reticule y realizar una mala adhesión del metal a la goma. Si esto se produce estaremos ante un fallo de la pieza por despegue, por tanto, la pieza será defectuosa. En la imagen se puede observar dicha zona sin adhesivo.

Zona sin adhesivo

Imagen 49 : Ampliación del error Imagen 50 : Falta de adhesivo

• Taponamiento de los agujeros; Se ha visualizado que una parte de los agujeros de las piezas o insertos se quedan taponados por una fina capa de adhesivo. Esta fina capa de adhesivo se piensa que se queda formada, cuando la pieza sale del tanque de adhesivo y se pone en contacto con el aire atmosférico. La velocidad de formación de la capa es muy rápida bastan unos segundos para que ocurra y se quede solidificada. Tiene un espesor muy pequeño pero el suficiente como para poder pasar a la zona de secado y la zona final sin desprenderse. El problema puede ser cuando al vulcanizar al inyectar en la prensa el caucho. Este caucho seguramente con la presión de inyección romperá la fina capa de adhesivo y pasara a traves del agujero. Entonces ese puede ser el problema de la fina capa de espesor, que se quede ese adhesivo en el interior del caucho como un residuo. Este residuo en el interior del caucho puede producir que este no se





encuentre homogéneamente trabajando. Además de los problemas de funcionamiento también puede favorecer la producción de ampollas durante el vulcanizado, ya que al quedar burbujas de aire entre este residuo de adhesivo y el caucho. Estas ampollas son perjudiciales para el correcto funcionamiento de la pieza ya que el volumen ocupado por el aire no está siendo ocupado por caucho, además si estas están cerca de la zona de los insertos pueden ocasionar despegues por lo que nuevamente la pieza será defectuosa. Taponamiento de agujeros Imagen 51 : Taponamiento de agujeros en pieza 1301212 Imagen 52 : Taponamiento en pieza 4701512

• Otros problemas podemos se pueden plantear cuando se realice la prueba de producción, puesto que el volumen de adhesivo son muy elevados, no se tienen conocimientos sobre el comportamiento. Se tienen algunas incógnitas en cuanto al comportamiento de dicho adhesivo, estamos hablando de volúmenes de 250 litros de adhesivo, ya se conoce la problemática del manipulado del adhesivo, pues siempre se debe estar batiendo para su aplicación. De no hacer este batido las partículas solidas que contiene dicho adhesivo se depositan en el fondo del contenedor o recipiente del adhesivo, en contenedores pequeños como en el bombo o cabinas de adhesivo este error era subsanado mediante la incorporación de los batidores. En este prototipo industrial se ha optado por otra solución, esta solución se basa en vez de estar batiendo o removiendo el adhesivo, se estará continuamente bombeando y renovándolo. Es decir, mediante un sistema de bombeo se le estar constante mente haciendo pasar el adhesivo del tanque de adhesivado de la maquina al depósito y viceversa, además de ello se intentara extraer de dicho tanque de adhesivo una pequeña parte más que la que se le añada con el fin de que circule mas adhesivo.





5.6 Maquina prototipo de producción

5.6.1 Introducción Tras una primera toma de contacto y realización de unas pruebas de una forma

manual, se ha visto la necesidad de tener que introducir este proceso a una maquina prototipo, que simule lo más fielmente las condiciones de producción. En principio esta maquina prototipo solo podrá realizar la aplicación de adhesivo en una sola capa, quedando para un futuro la realización de otra segunda aplicación de adhesivo. Esto se ha visto que es necesario para poder establecer y realizar una comparativa de costes, más ajustados a la realidad que la prueba manual. Puesto que los costes de adhesivo es muy difícil obtenerlos realizando 3 o 4 piezas.

La máquina para estas primeras pruebas piloto con esta técnica, es una maquina

antigua dedicada a otros usos industriales, pero que ha sido modificada para este proceso de adhesivado por inmersión. Esta máquina a fecha de realización de este proyecto no ha sido terminada las reformas, esto es debido a la situación económica actual no se han podido obtener los medios económicos necesarios para su finalización. Aunque todas las partes a modificar han sido ya diseñadas o calculadas.

La maquina consta de dos cadenas paralelas, separadas 1200mm, entre las dos

cadenas van montados unos soportes metálicos sobre los cuales están colgados cada unos de los útiles porta piezas o insertos. La cadena que sigue un recorrido continuo, sobre todas las partes o fases del proceso de adhesivado.

Para la zona donde se realiza el propio adhesivado se ha diseñado un gran

contenedor en acero inoxidable, en cual está separado en dos diferentes partes mediante una pared, esta separación se ha estimado necesaria para separar la zona donde se van a quedar las piezas totalmente sumergidas, de la parte del desagüe del adhesivo. Esta parte de la manipulación del adhesivo es algo novedoso, comparado con lo actual, ya que estamos moviendo un gran cantidad de volumen, se ha calculado que estará entorno a los 250 litros de adhesivo. Como ya se está comentando la manipulación del adhesivo es un gran problema, ya que el adhesivo tiene componentes sólidos, estos compuestos sólidos si se deja de batir o remover el adhesivo por gravedad se depositara en el fondo del recipiente que contenga el adhesivo.

En cuanto a las dimensiones totales de esta máquina de prototipo industrial son

elevadas, en concreto, tiene una altura de cuatro metros de longitud, una anchura de dos metros y medio y una profundidad de cinco metros. Por lo que requiere un gran espacio para su ubicación. Para la hora de ubicarla dentro de la planta se pensó que el mejor sitio era cerca de las cabinas de adhesivo, ya que es el lugar donde menos corriente de aire tenemos por la ausencia de puerta abierta al exterior, este factor es importante ya que al tener la maquina focos de temperatura es conveniente no exponerla a corriente de aire para no perder ese calor.





Imagen 53 : Vista general, parte posterior

5.6.2 Esquema general del proceso de inmersión Como se ha podido ver en puntos anteriores, en las pruebas realizadas de una

forma manual se ha podido obtener un método de proceso a seguir con unos determinados tiempos y unas pautas de trabajo. Este proceso de inmersión comenzara cuando todos los procesos de adecuación de la superficie de adhesivado hayan sido finalizados. A continuación se refleja un esquema del proceso de adhesiva por inmersión.

Carga

Precalentamiento

Aplicación de adhesivo

Descarga Secado

Una vez realizado el esquema del proceso de inmersión, obtenido tras las

primeras pruebas, se han pasado a la máquina de prototipo de producción. Algún uso de las principales fases ya las tenia construidas y realizadas, pero

otras como la parte de aplicación de adhesivo no. Además de conseguir unos tiempos validos para cada una de las fases. Estas son de forma esquematizada los pasos necesario y tomados, con las pruebas realizadas en esta máquina de prototipo de producción, se van a comprobar, y mejorar o inclusión cambiar o introducir nuevas fases o etapas. La experimentación nos dará los resultados validos y acertados, que se tiene que tomar.

En los siguientes puntos se detallaran, de forma más precisa las diferentes fases

del proceso.





5.6.2.1 . Carga

Es la primera de las fases del proceso, en esta parte en la cual se van a incorporar las piezas o insertos a la maquina. En esta máquina la zona de carga se sitúa de una forma frontal a la misma, de momento la carga será de una forma manual, pudiendo en un futuro automatizarse. Para la realización de las pruebas de industrialización previamente se han de realizar todos los útiles de soporte de piezas. Esta máquina como se ha comentado tiene unos soportes metálicos, en concreto veinte, en los cuales van a ir montados cada uno de los útiles porta piezas o insertos. Estos útiles han sido diseñados en base a varias necesidades, una de ellas ha sido que su volumen sea mínimo, para conseguir que la zona que no se adhesive sea lo mínimo posible, otra de la necesidad es que no sean muy pesados, ya que tanto para el montaje como desmontaje se tiene que facilitar, además de su posterior almacenado una vez finalizado el trabajo de adhesión. Tiene que ser una geometría sencilla puesto que así conseguiremos que el proceso de limpieza de los mismo porta útiles sea más sencillo y con un menor coste de tiempo.

Para esta zona la maquina está abierta y accesible puesto que la carga se realiza

manual, según el diseño será una persona la que se encargara de coger las piezas o insertos del contenedor de piezas preparadas para adhesivar y los ira colgando de forma unitaria en cada uno de los soportes porta útiles. Cada uno de los soportes portautiles tiene entre 5 y 10 soportes unitarios para poder colocar las piezas, estos portautiles irán colgados de los soporte metálicos que lleva la maquina.

Zona de carga Soportes metálicos portaútiles

Imagen 54 : Zona de carga

Como medida de seguridad tanto para la maquina como para la persona que se encuentra en la zona de carga, existe una barrera con fotocélula para que si un objeto corta dicha barrera la maquina se pare automáticamente. Es interesante para la maquina ya que si se introduce algún objeto extraño cuando esta se está moviendo puede ocasionara daños en la cadena o en otras parte de la misma, hacer que la maquina realice un sobre esfuerzo, etc. Para las personas es importantísimo y es nuestra prioridad de seguridad, ya que si por causa accidental se corta la barrera también se detendrá la máquina de forma instantánea. Ya que puede existir riesgo de atrapamiento con alguna de las partes móviles de la propia cadena o maquinaria en la zona de carga. La altura de esta fotocélula fotoeléctrica es de un metro de longitud y esta ubicada de forma vertical en unos soportes con la anchura de la zona libre de carga. Para esta parte de carga se





tiene unos 20 segundo antes de que la maquina se vuelva a poner en marcha nuevamente, si transcurridos este tiempo de carga se interrumpe la barrera la maquina también se detendrá. Este parámetro de tiempo es difícil cambiarlo ya que cualquier cambio afecta a todas las fases del proceso de adhesivado.

Barreras de seguridad Imagen 55 : Barreras de seguridad La cadena de la maquina en esta parte está detenida y el primer paso lo hará

hacia el suelo, es decir, las piezas descenderán hacia el inferior de la maquina.

5.6.2.2 Precalentamiento

Tras finalizar la carga de piezas o insertos, la cadena de la maquina llevara las piezas hasta la zona de precalentamiento, en esta zona existen varias resistencias eléctricas, las cuales calentaran el aire y dicho aire caliente será el que precaliente las piezas hasta alcanzar la temperatura de los metales de 60ºC. El aire caliente es introducido al interior de la maquina mediante unas toberas. Esta zona la cadena hace un pequeño recorrido para aumentar el tiempo que pasan las piezas en esta etapa, que es de entorno a los tres minutos de tiempo. La cadena está en la parte baja de la máquina para así conseguir ganar más espacio y no necesitar un gran carenado. Se debe tener en cuenta que esta parte debe estar muy bien aislada para evitar las pérdidas que el calor de las resistencias y del aire, con ello se conseguirá un ahorro de energía y por consiguiente económico. Aunque este punto del aislamiento total es muy difícil conseguirlo debido a que la maquina está totalmente abierta en su interior, de momento solo se puede aislar las paredes exteriores y el carenado de la maquina. En un futuro se puede introducir una mejora para intentar poder aislar las distintas fases del proceso de inmersión. Ya que es necesario para un mayor control de las temperaturas así como de un mayor aprovechamiento de la energía.

Imagen 56 : Zona de precalentamiento

Imagen 57 : Toberas de aire caliente





5.6.2.3 . Aplicación del adhesivo

Esta es la principal fase del proceso, puesto que es donde realmente se ejecuta el proceso de adhesivado. Esta fase se inicia cuando termina la anterior fase del precalentamiento de los metales. Una vez están perfectamente calientes los metales, la cadena, la cual porta las piezas o insertos mediante los porta útiles que lleva colgados, avanza hacia la estación de adhesivado.

Esta estación de adhesivado tiene varias partes que tenemos que comentar. La

maquina tiene una parte de la estructura necesaria, la cual se ha aprovechado para este proceso, esta parte es una plataforma elevadora hidráulica en forma de tijera, similar a un elevador de coche de un taller. Esta plataforma elevadora tiene un recorrido de unos 600 mm de longitud en sentido vertical, y además tiene una velocidad de ascensión más lenta que la de descenso. Esta característica no va a venir muy bien en el caso de esta aplicación, ya que necesitamos una velocidad de elevación pequeña para que la pieza pueda ser adhesivada perfectamente.

Soporte del depósito Plataforma elevadora Imagen 58 : Mecanismo de elevación del depósito

La forma en la que se aplica el adhesivo es muy simple, como en la prueba

realizada de una manera manual, la pieza se sitúa encima del tanque o contenedor de adhesivo. Instante después la plataforma comienza a subir lentamente, desde la posición de reposo, que se considera como estado inicial hasta que empieza a mojar la pieza o inserto, la plataforma dejara de elevarse cuando la pieza o inserto ha adhesivar este totalmente sumergido en el adhesivo. Llegada la plataforma a este punto se detendrá durante el tiempo que este programada para que la pieza este perfectamente adhesivada, este tiempo de permanencia en ese punto de estado de inmersión total variará dependiendo del tipo de pieza o inserto ha adhesivar. Si la pieza tiene mucho volumen o tiene una superficie muy compleja e irregular.

Un vez ha transcurrido el tiempo de adhesivado la plataforma comenzara a

retirarse de la pieza, es decir a descender, quedando la pieza ya adhesivada. Esta es una de las partes más importantes y delicadas de la operación, en esta parte de retirar el adhesivo es donde se producen la formación de la gota, el taponamiento de los agujeros por adhesivo, etc. Para poder controlar eso se realiza un rápido descenso hasta que la pieza se queda en torno a los dos centímetros del adhesivo.





Cuando se ha llegado a esta cota de retirada se mantendrá en torno a los diez segundos, para que el sobrante de adhesivo liquido depositado en la superficie de las piezas o insertos, se quede escurriendo y retorne al contendor o deposito de adhesivo, por medio de gravedad. Con unos diez segundos bastara puesto que pasado ese tiempo y a temperatura ambiente el adhesivo pasa de ser liquido a ser solido, ya que los disolventes que contiene se evaporan.

Una vez transcurrido el tiempo la plataforma continuara su retroceso

descendente, a la máxima velocidad posible, hasta alcanzar el punto inicial o el punto de reposo. Una vez este la plataforma en este punto inferior o de reposo, activara una señal eléctrica para que la maquina pueda avanzar.

Todas las posiciones de control de la plataforma elevadora son posibles

controlarlos ya que junto con la plataforma y de forma solidaria se acopla un encoder, que mide la variación de longitud, este dispositivo electrónico está constantemente mandando información de su posición a un autómata programable, el cual controla el proceso. Ya que cada pieza o inserto tendrá unas determinadas cotas de parada, todas estas cotas serán programadas mediante una pantalla táctil, incorporada en el cuadro de mando de la propia maquina.

Imagen 59 : Pantalla táctil de control

Esto en cuanto a la parte del mecanismo de aplicación del adhesivo. También

hay que destacar que los tiempos empleados en esta fase de aplicación de adhesivo son los tiempos que marcaran todas las demás fases, una pequeña variación en los tiempos de esta fase repercutirá en las restantes. Ya que si esta fase no se realiza correctamente no servirá de nada las demás, pues la pieza estar con un adhesivado defectuoso.

Otra de las partes importantes y que no encontraba en la propia maquina es el

depósito o contenedor interno de adhesivo y el externo. Esta parte ha sido diseñada mediante programas CAD en 3D, por el departamento de ingeniería de procesos interno de la empresa. Según experiencia aportada por sus técnicos altamente cualificados y con varios años de experiencia en las aplicaciones con adhesivos.

Para el diseño de esta parte de la manipulación del adhesivo liquido se han diseñado dos partes diferenciadas, una que es el contenedor de adhesivo interior, el cual ira apoyado encima de la plataforma elevadora, explicada anteriormente, y la otra se





situara fuera de la propia maquina pero muy próxima a ella y será la parte de adecuación y mantenimiento del adhesivo.

Se ha planteado que para esta aplicación industrial serán necesarios entorno a

unos 250 litros de adhesivo líquido. No toda esta cantidad de adhesivo estará en el contenedor interno, este contenedor tendrá una capacidad aproximadamente entorno a los noventa litros de adhesivo líquido. El restante adhesivo liquido se situara en un recipiente externo próximo a la propia maquina, en este depósito externo se realizara el control de la viscosidad del adhesivo cada cierto tiempo, pues conforme el tiempo pase los disolventes del adhesivo se irán evaporando, por lo que el grado de viscosidad irá aumentando. En estas primeras pruebas industriales la realización de las medidas de viscosidad se realizara de forma manual, mediante la medición de la copa Ford. En caso de necesitar disolvente se le añadirá de forma manual. El tiempo entre pruebas será variable, se debe a que no se conoce como se comportara el adhesivo en estas condiciones, ni en estos volúmenes. En el interior de este depósito externo existirán medios, que de forma mecánica, mediante batidores removerán constantemente el adhesivo para evitar la deposición en el fondo del mismo de las partículas solidas.

En el depósito interno la cosa cambiara, ya que no se contara con ningún medio

mecánico para remover el adhesivo, debido a que se necesita un gran espacio para la colocación de los mismos. En este caso se ha optado como primera medida que para evitar la deposición de las partículas o componentes sólidos del adhesivo, este en constante movimiento, por eso dentro de este depósito o contenedor interno se ha diseñado dos habitáculos, separados por medio de una pared. Uno de los habitáculos es el que tiene más volumen en donde se sumergirán las piezas o insertos, en otro de menos volumen es donde tendrá que pasar el adhesivo, a través de una pared más baja que el nivel de inmersión total, con ello se ocasiona un pequeño salto, el cual removerá el adhesivo. En esta parte más pequeña, en el fondo del mismo se situara el desagüe por donde saldrá el adhesivo.

Para las dimensiones de este depósito interno se ha diseñado de forma

rectangular con una anchura muy ajustada a las piezas o insertos, dejando una amplia holgura. Para la longitud se algo más larga que la medida de los porta útiles para poder disponer del otro habitáculo, además en fondo del depósito tiene una pequeña inclinación para que el adhesivo pueda ser evacuado cuando se necesite retirar.

Imagen 60 : Deposito de adhesivo interno





Para el funcionamiento de esta reposición continua de adhesivo se realizara una extracción mayor que la adicción de adhesivo al contenedor interno de la maquina. El adhesivo será extraído por el desagüe mediante una bomba que llevara el adhesivo del depósito interno al depósito externo, otra bomba añadirá del depósito externo al interno el adhesivo. Este control será llevado a cambo por el autómata programable, en donde en el depósito tendrá un nivel, el cual estará continuamente mandando información al autómata del nivel existente en el depósito interno. Este autómata programable gobernara las diferentes electroválvulas que permiten la extracción o adición del adhesivo. Como elemento de seguridad para evitar que se sobre de adhesivo el contenedor interno, se ha puesto un nivel máximo de seguridad, si este nivel se activa automáticamente la maquina se para. Las bombas utilizadas para esta manipulación de adhesivo, así como todos elementos que manipulen el adhesivo serán movidos por energía neumática.

5.6.2.4 . Secado

Tras la fase de aplicación del adhesivo, una vez finalizado perfectamente este proceso, verificado por todos los detectores y sensores ubicados, la cadena se pone en funcionamiento hacia la siguiente fase, la de secado.

En esta fase de secado la cadena continua su fase ascendente por el interior de la

maquina, ahora las piezas no gotean, pero tan poco el adhesivo está totalmente curado. Para acelerar ente proceso de curado del adhesivo la cadena realiza un recorrido primero asciende y luego posteriormente desciende. Este tiempo de secado durara hasta que la pieza pase a la siguiente fase de descarga.

En esta fase de secado la maquina dispone de varias baterías de resistencias

eléctricas para conseguir elevar la temperatura interior, por donde pasan las piezas o insertos.

Batería de resistencias Imagen 61 : Batería de resistencia principal Imagen 62 : Batería de resistencias secundarias Estas temperaturas a diferencia de la zona de precalentamiento no son

uniformes, sino que varían dependiendo de la zona por donde pase la cadena. Al principio de la fase de secado esta temperatura será menos elevada para evitar un gran problema, este problema es que si aplicamos una gran fuente térmica cerca de la aplicación de adhesivo, el grado de evaporación del disolvente del adhesivo será





altísimo. Según se va pasando el tiempo de secado esta temperatura ira de una forma gradual ascendiendo, hasta conseguir el curado completo del adhesivo, la parte final de la zona se vuelve a bajar la temperatura para que cuando abandone esta zona no esté tan caliente y produzca algún daño. Todas estas temperaturas de control las dan unos sensores de temperatura, esto sensores están ubicados a lo largo de todo el recorrido de la fase de secado.

Imagen 63 : Sensores de temperatura Como en la zona de precalentamiento esta zona esta lo más aislada térmicamente

posible, aunque también tiene una capacidad de mejora, debido a que solo está aislada de la parte exterior de la maquina, internamente no existe separación alguna de las diferentes partes. Aquí sobre todo se hace necesaria un aislamiento térmico en la zona próxima a la aplicación del adhesivo.

Imagen 64 : Primera zona de calentamiento

5.6.2.5 . Descarga

Es la última de las fases de este proceso de adhesivado por inmersión, en esta máquina prototipo. A esta parte de descarga se llega cuando se termina la fase de secado, la cadena continua su avance, la ultima parte del secado se encuentra en la parte superior de la maquina. Por ello las piezas comienzan a descender, en este proceso de descenso se van enfriando poco a poco hasta alcanzar una temperatura aceptable para la manipulación.

Una vez llega las piezas hasta la altura de entorno al metro y medio, la maquina

se detiene, entonces es cuando comienza, verdaderamente la descarga de las piezas. Este proceso de descarga se realiza de forma manual, es la misma zona operativa que la carga, por lo que la misma persona realiza la función de cargar y descargar.

Primero se realizara la fase de descarga, para poder tener libres los útiles porta

insertos o piezas para la zona de carga.





La zona de carga estará debajo, por lo que en el siguiente paso de la cadena se cargara, continuando así un bucle cerrado.

Zona de descarga Imagen 65 : Zona de descarga





6. Ensayos de laboratorio

6.1 Introducción

Con una evaluación de las características físicas y químicas de un adhesivo se pueden evaluar la seguridad de las uniones adhesivadas, pero los ensayos nos permiten el control del a calidad de dichos adhesivos utilizados en la unión.

Mediante los diferentes ensayo y test, podremos determinar la calidad de la junta

diseñada, evaluar su comportamiento respecto a las especificaciones de diseño y así obtener las bases necesarias para la comparación entre adhesivos respeto a la misma unión ha adhesivar y con diferentes métodos de unión.

En esta evaluación basada en ensayos y test, no solo es estudiada la resistencia

de los adhesivos sino también el aspecto de la ejecución de la unión, es decir, la preparación de la superficie, la técnica de aplicación y el curado del adhesivo. Es necesario por lo tanto que antes de efectuar el ensayo se estudien detalladamente las condiciones reales de la producción de la junta, puesto que si por ejemplo, si esta la junta en servicio, las condiciones mecánicas y ambientales a que está sometida. Mientras que por ejemplo si la junta está en fase de diseño o proyecto serán las condiciones de de trabajo para las que se está diseñando. Todo esto es para conseguir intentar reproducir lo más fielmente el ensayo a las condiciones reales.

En otro documento diferente a esta memoria, estará reflejado todos los ensayos,

de una forma más detallada que se realizan a las dos piezas, cuyos insertos utilizados para la pieza final son los dos que hemos estudiado en este proyecto

Existen muchos ensayos normalizados, en este punto nos vamos a centrar en los

ensayos más interesantes y en los que se realizan a las piezas. Estos diferentes ensayos son los que vamos a detallar a continuación.

6.2 Estáticos

Este tipo de ensayos estáticos son muy utilizados para conocer las propiedades de resistencia de las piezas, en todas las piezas acabadas es un requisito indispensable requerido por el cliente, ya que necesita conocer si esa pieza producida es capaz de soportar unos esfuerzos determinados. Este tipo de ensayos se realizan en un solo plano de actuación, además son ensayos destructivos, es decir, la finalización del mismo es cuando la pieza falla o rompe.

Las maquinas empleadas para estos tipos de ensayos, son maquinas muy

polivalentes, debido a que ne ellas se puede realizar una gran variedad de ensayos. Estos ensayos son fáciles de cambiar, basta con cambiar el útil de ensayo, asi como el programa informatico de control del ensayo, con una gran rapidez y total fiabilidad de los datos obtenidos.





Imagen 66: Maquina de ensayos estaticos Dentro de estos ensayos fundamentalmente hay dos tipos de ensayos a realizar

uno de ellos es el de tracción y otro el de compresión. Estos dos ensayos los detallaremos a continuación:

6.2.1 Ensayo de tracción Es el ensayo estatico mas importa y mas empleado, los datos de este ensayo son

los que se suelen incluir en las especificaciones del caucho. Para medir esta fuerza de tracción de las diferentes piezas de caucho se utiliza un aparato de medida denominado dinamómetro.

La realización de este tipo de ensayos es muy sencilla, se introduce la pieza a

ensayar en el dinamómetro, generalmente se tiene que poner útiles, estos útiles son necesarios para poder fijar la pieza a cada una de las mordazas que tiene el dinamómetro. Una vez bien fijados los dos extremos de las mordazas se pondrá la maquina en marcha. Entonces el dinamómetro comenzara a ira separando las mordazas a una velocidad constante, esta separación de las mordazas finalizará cuando la pieza se rompa. La tensión a la cual la pieza ha roto es la tensión de resistencia a tracción del caucho utilizado para dicha pieza. Durante todo el proceso de estiramiento el dinamómetro dispone de un software integrado que registra todos los datos obtenidos en intervalos de tiempo muy pequeños. Con estos datos posteriormente son tratados por ese mismo software y obtenemos diferentes resultados, además de graficas, valores máximos y mínimos, etc.

Este tipo de ensayos se realiza de acuerdo con la norma ASTM D412, esta

norma es la que determina las condiciones de ensayos de tracción para elastómeros moldeados y troquelados.





Sentido de la Fuerza Pieza

Imagen 67 : Ensayo de tracción

6.2.2 Ensayo de compresión Es otro tipo de ensayo estático que se realiza a las piezas una vez terminadas de

vulcanizar. También se realizan en la misma máquina que los ensayos de tracción, el dinamómetro. Pero ahora tenemos que cambiar los útiles y la forma de realizar el ensayo, puesto que la diferencia es que ahora la maquina no comenzara separar las mordazas, sino todo lo contrario, intentara juntarlos.

Los pasos para realizar este ensayo de compresión son similares a los de tracción.

Comenzaremos poniendo la pieza a ensayar en el útil apropiado para este ensayo, una vez conectado perfectamente a las mordazas del dinamómetro, ponemos en marcha la máquina, esta ira poco a poco juntando las mordazas. La máquina para de forma automática cuando la pieza falle o se rompa, esto se identifica puesto que los valores de tensión deformación caen de forma muy considerable. Como es la misma máquina, dispone del mismo software para ir recogiendo, almacenando y procesando los datos obtenidos a lo largo de todo el ensayo. Con estos datos se podrá conocer mejor el comportamiento de la pieza, así como conocer sus límites de esfuerzo mecánico de compresión admite.

Dirección de la fuerza

Imagen 68 : Ensayo de compresión

6.2.3 Ensayo radial Este tipo de ensayo al que se somete a la pieza, es para comprobar la resistencia

radial de la goma. Para ello se emplea la misma máquina, el dinamómetro, pero claro se necesitara un útil acorde a la pieza y a la posición de las mordazas de la máquina y que realice este ensayo radial.





El ensayo es muy simple, consiste, en aplicar una fuerza radial a la pieza. Dicha

fuerza radial producirá que la pieza flecte a lo largo del eje perpendicular a la dirección de la fuerza aplicada. Con ello se consigue saber la flecha máxima y la carga radial máxima que puede soportar dicha pieza.

Fuerza Imagen 69 : Ensayo radial

6.3 Dinámicos

Estos ensayos tienen como objetivo conocer el comportamiento de la goma de las piezas, el comportamiento sobe todo del ángulo de reflexión, es decir de la capacidad de amortiguación de la pieza.

Para este ensayo se cuenta con una maquina apropiada, en ella se pone la pieza a

ensayar, la maquina lo que realiza es un barrido de frecuencias, según se programen. Estos rangos de barridos están especificados según cada tipo de pieza, y varían según la geometría, tipo de caucho, etc.

Una vez se ha terminado el barrido de las frecuencias, el ensayo se termina.

Quedando todos los datos del mismo registrados en un software, que posteriormente serán tratados, para conocer los datos fundamentales. Estos datos son la rigidez dinámica expresada en N/mm y el ángulo de Fourier, con este ángulo de Fourier es donde se puede averiguar el grado de amortiguamiento del caucho.

Esta máquina de ensayo dinámico consta de un grupo hidráulico, necesario para

poder mover los cilindros de actuación. Un cilindro hidráulico provisto de servo-válvulas para realizar el ensayo de una forma controlada, según los parámetros establecidos. El otro cilindro hidráulico es el encargado de subir el puente de trabajo.

En este puente de trabajo se sitúa la célula de carga, la cual es la encargada de

medir la fuerza de aplicación. Otro de las partes importantes es la parte electrónica y de control, esta se sitúa en

un armario, además está conectada a un soporte informático para poder almacenar y registrar todos los datos del ensayo para su posterior análisis.





Imagen 70 : Pieza en ensayo dinámico

Imagen 71 : Maquina de ensayos dinámicos

6.4 Adhesión

Estos ensayos destructivos se utilizan para comprobar la unión adhesivada entre el metal y el caucho de la pieza.

Para ello se utiliza la misma maquina que para lso ensayos estáticos, pero cambia el útil sobre el que realizamos el ensayo. Ya que en este ensayo necesitamos conocer otras características diferentes.

La maquina a utilizar ya se ha descrito anteriormente en la parte de ensayos

estáticos, por lo que no es necesario volverla a explicar. Es conviente destacar que para estos ensayos aunque la maquina sea la misma, la parte del control, es decir el programa informatico que controla el ensayo, cambia. Este cambio permite definir otro tipo de ensayo con otras cargas de trabajo y otras tipos.

6.5 Fatiga

Este ensayo es muy importante en el desarrollo de las piezas, este tipo de ensayo es cada vez más indispensable y solicitado cada vez más por el cliente. Ya que en este ensayo se somete a la pieza a una prueba de vida útil. Esta vida útil es una simulación realizada en un banco denominado, banco de fatigas. En este banco se coloca la pieza y mediante unos actuadores hidráulicos se somete a diferentes esfuerzos, estos esfuerzos varían en sentido y fuerza, con una determinada frecuencia y realizado un numero concreto de ciclos. Este tipo de esfuerzos son los más parecidos a los que soportara la pieza en la realidad.

Todos estos esfuerzos generados por el banco son posibles gracias a un software

de control, en dicho software se programa y controla unos determinados tipos de esfuerzos para que puedan ser reproducidos por el banco de ensayos.

Todos los datos proporcionados por el ensayo son grabados y guardados en un

fichero, para su posterior análisis más pormenorizado de los datos.





El banco de ensayos en una maquina algo compleja. Tiene una parte hidráulica, la cual, se encarga de poner en marcha los diferentes cilindros hidráulicos que se utilizan para realizar la parte física de los ensayos. Para esta parte hidráulica se cuanta con un grupo hidráulico compuesto de: un tanque de aceite hidráulico, una bomba hidráulica con una potencia de 75Cv, además de todo el grupo de válvulas e protección y actuación. Para la parte de actuación se cuanta con actuadores hidráulicos, estos actuadores están gobernados por unas servo válvulas que controlan tanto la presión de actuación, por ello la fuerza, así como el recorrido, es una de las partes mas interesantes y mas delicadas del banco de fatiga.

Por último tenemos la parte de gobierno y control del banco que es la parte

eléctrica, electrónica e informática. Aquí se dan todas las órdenes de trabajo y se recogen todos los datos proporcionados.

Imagen 72: Banco de ensayo de fatiga



DOCUMENTO NÚMERO TRES:

ESTUDIO DE COSTE TITULACIÓN: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL,




INMERSIÓN










ÍNDICE

ESTUDIO DE COSTE






ESTUDIO DE COSTE





INMERSIÓN










Índice general 1. Introducción .................................................................................................................. 3

2. Toma de datos ............................................................................................................... 4

2.1. Generalidades ........................................................................................................ 4

2.2. El adhesivo ............................................................................................................ 4

2.3. Cantidad de adhesivo utilizado .............................................................................. 4

2.4. Análisis del adhesivo ............................................................................................. 4

2.5. Peso de los insertos sin adhesivar .......................................................................... 5

2.6. Peso de los insertos adhesivados ........................................................................... 5

2.7. Medición del espesor de capa (pulverizado) ......................................................... 6

2.8. Medición del espesor de capa (inmersión) ............................................................ 9

2.9. Otras variables ..................................................................................................... 10

3. Costes en el proceso de pulverización..................................................................... 11

3.1. Costes energéticos ............................................................................................... 11

3.1.1. Introducción ................................................................................................. 11

3.1.2. Energía eléctrica ........................................................................................... 11

3.1.3. Energía neumática ........................................................................................ 12

3.2. Costes de adhesivo .............................................................................................. 12

3.3. Coste de mano de obra......................................................................................... 12

4. Coste en proceso de inmersión ................................................................................ 13





Índice de tablas Tabla 1: Tabla de extracto en seco de adhesivos .............................................................. 4 Tabla 2: Tabla de pesos para la pieza 1301212 ................................................................ 5 Tabla 3: Tabla de pesos para la pieza 4701512 ................................................................ 6 Tabla 4: Tabla espesores de pieza 4501512 ..................................................................... 7 Tabla 5: Espesores pieza 1301212.................................................................................... 8 Tabla 6: Tabla de espesor de capa pieza 1301212............................................................ 9 Tabla 7: Tabla espesor de capa pieza 4701512 .............................................................. 10 Tabla 8: Tabla de datos obtenidos en producción .......................................................... 11





1. Introducción Como se detallo en el alcance del proyecto uno de las partes más importantes de

este proyecto es la evaluación de costes de ambos procesos. Ya que estamos ante un proceso muy importante para obtener el producto final, además de un gran volumen de cantidad de piezas o insertos a lo largo de la fase de producción. Un pequeño ahorro en cada inserto supone un gran ahorro final, con lo que los costes totales del producto terminado se ven rebajados. Esto es favorable ya que se puede competir de una mejor posición en un mundo tan competitivo como es el sector de la automoción, y mas concretamente en el de suministros, en donde prima el precio del producto.

Además también supone un concepto de desarrollo interno puesto que se van a conocer más detalladamente los costes sobre el proceso actual de pulverización. También se tomaran datos de una forma más exacta que las actuales, con otra metodología totalmente diferente, utilizando técnicas de ultrasonido.

Al ser dos procesos totalmente diferentes necesitaremos diferentes variables para realizar el estudio de costes. Pero siempre como punto final podemos decir el coste unitario por pieza adhesivada. Es uno de los datos mas importantes para poder tomar decisiones en cuanto un futuro cambio del proceso. Puesto que las posibles inversiones futuras estarán siempre respaldadas por estos datos económicos.

Cabe destacar que el proceso de adhesivado por pulverización se tiene muchos mas conocimientos que con la inmersión, ya que se lleva empleado este método muchos mas años y por tanto esta ese factor de experiencia frente a la inmersión.

El estudio en la parte de adhesivado por pulverización (actual) se realizara en

producción, puesto que es lo mas sencillo y con datos mas fiables en cuanto a costes por unidad.

Los datos obtenidos hacen referencia principalmente a dos referencias de

insertos como son: 4701512 y la 1301212, cuyas especificaciones están en los anexos.





2. Toma de datos

2.1. Generalidades

Como se ha comentado anteriormente el estudio será más extenso y minucioso en el proceso de adhesivado mediante pulverización que en el de inmersión. Por eso para intentar unificar lo más posible los diferentes parámetros en los datos a tomar hemos decidido fijar las variables. La experiencia nos dice que pueden ser útiles en nuestro estudio, aunque en la parte de inmersión pueden surgir otras variables diferentes no contempladas en la pulverización.

A continuación una descripción de las diferentes variables a medir y valorar:

2.2. El adhesivo

Es básico ya que dependiendo del proceso a utilizar varia la composición y la elaboración del mismo. Dependiendo de la composición varía el coste del adhesivo, puesto que la dilución será mas barata cuanto más disolvente contenga y análogamente será más cara.

El utilizado para estos diferentes ensayos o pruebas ha sido el cilbon 24 a 17” en

la copa Ford.

2.3. Cantidad de adhesivo utilizado

Se tomara el dato del peso del contenedor de adhesivo antes de ser utilizado, se adhesivará un número de piezas conocido, posteriormente se volverá a pesar el adhesivo restante. Con esto sacaremos el peso de adhesivo empleado para adhesivar ese número de piezas.

2.4. Análisis del adhesivo

Es conveniente conocer el deposito de solidos que tiene el adhesivo empleado, para conocer si los datos obtenidos son fiables o no. Esto se realiza en los laboratorios de la planta donde evaporarán todos los disolventes y compuestos volátiles que contiene el adhesivo. Todos estos valores han quedado plasmados en una tabla suministrada por el departamento de laboratorio, a continuación se detalla.

Tabla 1: Tabla de extracto en seco de adhesivos





2.5. Peso de los insertos sin adhesivar

Se pesarán los insertos necesarios para realizar la prueba, el numero de insertos dependerá de la referencia (esto será en producción).Paralelamente en el laboratorio se pesaran también pero en una balanza de precisión. Dichos valores de laboratorio se cotejaran con los de producción para comprobar que no existen desviaciones.

Estos metales se pesaran en el laboratorio una vez estén realizados y terminados

todos los procesos de preparación de la superficie antes de ser adhesivada.

2.6. Peso de los insertos adhesivados

Similar al anterior pero con los insertos adhesivados, cabe destacar que se dejará unas 24 horas para que se evapore bien todos los disolventes y componentes volátiles. Así obtenemos el peso del adhesivo solido en las piezas.

A continuación una tabla con los datos de los valores obtenidos en el laboratorio, para cada una de las dos referencias tratadas en este proyecto, en esta se da el valor antes de adhesivar y su posterior peso con adhesivo.

Además de todo mediante las herramientas en formato CAD se pueden obtener

la superficie total exterior de cada una de los insertos, de una forma rápida y totalmente fiable. Tabla 2: Tabla de pesos para la pieza 1301212

Nº Muestra Peso sin Adhesivo Peso con Adhesivo

1 65,306 65,756

2 64,983 65,722

3 65,037 65,88

4 65,2 65,94

5 65,654 65,926

6 65,268 65,723

7 65,086 65,725

8 65,597 65,913

9 65,009 66,233

10 65,232 66,124

11 65,437 66,007

12 65,383 65,933

Media 65,266 65,90683333

Peso adhesivo (medio) en (g) 0,64083333





Tabla 3: Tabla de pesos para la pieza 4701512

Nº Muestra Peso sin Adhesivo Peso con Adhesivo

1 9,2808 9,493

2 9,3202 9,6289

3 9,2386 9,4255

4 9,3377 9,5128

5 9,2923 9,3537

6 9,3996 9,5156

7 9,2351 9,5267

8 9,2347 9,5319

9 9,3716 9,5033

10 9,2216 9,5357

11 9,2613 9,4595

12 9,2935 9,5603

Media 9,290583333 9,503908333

Peso adhsesivo (media) en (g) 0,213325

2.7. Medición del espesor de capa (pulverizado)

Es necesario conocer y controlar perfectamente el espesor de capa. Puesto que es un dato importantísimo por varios motivos. En este aspecto nos interesa el tema económico, cuanto menor capa de adhesivo sea necesaria mejor, ya que tendremos un menor gasto de adhesivo y por tanto menor coste.

Para la medición del espesor de capa hasta este proyecto se utilizaba un método de semejanza, puesto que en una de las piezas se le pegaba una capa de film en la superficie. Dicha pieza se adhesiva junto con el resto, una vez adhesivadas, se recupera la pieza con la tira de film. Dicho film se lleva al laboratorio de calidad y mediante un medidor de ultrasonidos se mide. La medida es posible ya que en el laboratorio se tiene un cero del film sin adhesivar.

Esta técnica no parece ser muy valida, ya que no estamos comparando las

mismas superficies. Puesto que el film es plástico y mientras que los insertos son metálicos así que nos puede falsear las medidas del espesor de capa.

En este proyecto estas medidas se toman de forma diferente. El cero es tomado directamente en la pieza con el mismo instrumento de medida (medidor por





ultrasonidos). Así tenemos un cero más realista, y luego la medida de la pieza adhesivada se realiza en la misma pieza también, con esto evitamos los posibles errores de capa. El inconveniente es que se tarda mucho mas tiempo en realizar la medición de la capa, puesto que tienes que tomar varios puntos de las piezas. Tabla 4: Tabla espesores de pieza 4501512

Aplicación (APPL Nº)

Fecha 26-9-12

Referencia A B C D E

Adhesivo 1

Comprobación del CERO Bloque 1

Valor 1 0,25 -0,21 0,34 -0,98 -0,95

Valor 2 0,21 0,85 -0,14 -0,68 -0,70

Valor 3 0,69 -0,24 -0,40 -1,49 0,13

Valor 4 1,29 -0,16 -0,74 -0,91 -0,16

Valor 5 2,43 0,35 -0,92 -0,34 -0,84

Valor 6 -1,24 1,54 0,93 0,40 -0,26

Valor 7 1,18 -0,16 1,04 0,34 -0,44

Valor 8 -1,05 0,73 -0,82 1,58 1,21

Valor 9 -1,43 0,96 0,02 0,16 -0,39

Valor 10 -0,02 0,43 1,73 0,83 -1,05

Valor Medio ( A ) 0,23 0,12 -0,37 -0,88 -0,50 Espesor de capa P1 IZDA Bloque 1

Valor 1 13,03 14,50 20,13 17,27 6,03

Valor 2 10,73 15,37 8,59 18,42 12,82

Valor 3 12,21 13,78 12,83 20,61 11,50

Valor 4 9,90 14,12 18,51 13,84 8,77

Valor 5 15,04 15,89 12,64 19,03 11,57

Valor 6 8,96 7,96 9,21 8,59 11,85

Valor 7 9,62 16,34 15,59 8,90 25,97

Valor 8 5,64 15,11 2,56 6,57 8,30

Valor 9 11,79 6,40 10,00 9,67 7,32

Valor 10 9,01 9,19 9,06 7,19 4,20

Valor medio ( B ) 10,59 14,73 14,54 17,83 10,14 Diferencia B - A 10,36 14,62 14,91 18,71 10,64

Espesor de capa adh. Negro 10-20 10-20 10-20 10-20 10-20

Media (μμμμm) 13,85





Tabla 5: Espesores pieza 1301212

Aplicación (APPL Nº)

Fecha 26-9-12

Referencia A(EXT) A (INT)

Adhesivo 1

Comprobación del CERO

Valor 1 1,12 -0,10

Valor 2 0,93 0,50

Valor 3 -0,99 0,61

Valor 4 -0,05 0,12

Valor 5 0,49 -0,26

Valor 6 0,63 0,59

Valor 7 -0,48 0,09

Valor 8 0,92 -1,23

Valor 9 -0,49 0,48

Valor 10 -0,75 0,54

Valor Medio ( A ) 0,13 0,18

Espesor de capa P1 IZDA Bloque 1

Valor 1 20,29 8,79

Valor 2 13,60 10,26

Valor 3 12,86 6,04

Valor 4 15,22 13,90

Valor 5 20,75 8,53

Valor 6 11,49 6,66

Valor 7 18,57 14,39

Valor 8 17,01 18,34

Valor 9 9,82 9,64

Valor 10 11,18 8,88

Valor medio ( B ) 15,08 9,50

Diferencia B - A 14,94 9,33

Espesor de capa adh. Gris 5-10 5-10

Espesor de capa adh. Negro 10-20 10-20





2.8. Medición del espesor de capa (inmersión)

Tras conocer las medidas de espesor de capa obtenidas en el proceso de adhesivado mediante pulverización, se realizan las mismas pruebas pero para la medición de la capa con el proceso de inmersión. Tanto el medidor de capa como las condiciones de medida son las mismas que para realizar la medición de capa por pulverizado. Los datos obtenidos se muestran en las tablas, a continuación:

Tabla 6: Tabla de espesor de capa pieza 1301212 Referencia A(EXT) A (INT) B (EXT) B (INT)

Adhesivo 1

Comprobación del CERO

Valor 1 1,12 -0,10 0,34 -0,28

Valor 2 0,93 0,50 0,27 0,13

Valor 3 -0,99 0,61 -0,14 -0,47

Valor 4 -0,05 0,12 0,64 -0,34

Valor 5 0,49 -0,26 0,25 -0,24

Valor 6 0,63 0,59 0,34 0,12

Valor 7 -0,48 0,09 -0,02 0,43

Valor 8 0,92 -1,23 0,13 -1,21

Valor 9 -0,49 0,48 0,38 0,59

Valor 10 -0,75 0,54 -0,22 -0,23

Valor Medio ( A ) 0,13 0,18 0,27 -0,24

Espesor de capa P1 IZDA Bloque 1 10,63

Valor 1 9,00 10,64 11,16 9,37

Valor 2 8,13 7,63 8,26 8,54

Valor 3 9,85 8,22 9,70 10,47

Valor 4 13,23 13,17 13,31 8,05

Valor 5 7,46 11,61 9,74 17,91

Valor 6 7,76 6,54 9,47 13,59

Valor 7 9,77 11,28 9,34 16,38

Valor 8 14,50 11,35 10,99 14,34

Valor 9 13,86 14,04 20,92 5,69

Valor 10 16,50 6,43 7,56 15,56

Valor medio ( B ) 11,01 10,25 10,43 10,87

Diferencia B - A 10,87 10,08 10,16 11,11

Espesor de capa adh. Gris 5-10 5-10 5-10 5-10

Espesor de capa adh. Negro 10-20 10-20 10-20 10-20





Tabla 7: Tabla espesor de capa pieza 4701512 Referencia A B

Adhesivo 1

Comprobación del CERO Bloque 1

Valor 1 0,25 -0,21

Valor 2 0,21 0,85

Valor 3 0,69 -0,24

Valor 4 1,29 -0,16

Valor 5 2,43 0,35

Valor 6 -1,24 1,54

Valor 7 1,18 -0,16

Valor 8 -1,05 0,73

Valor 9 -1,43 0,96

Valor 10 -0,02 0,43

Valor Medio ( A ) 0,23 0,12

Espesor de capa P1 IZDA Bloque 1

Valor 1 9,78 10,02

Valor 2 10,90 9,40

Valor 3 11,30 17,03

Valor 4 11,36 10,72

Valor 5 10,08 11,31

Valor 6 6,16 13,47

Valor 7 10,97 6,00

Valor 8 10,43 9,78

Valor 9 5,72 7,40

Valor 10 7,35 12,77

Valor medio ( B ) 9,41 11,70

Diferencia B - A 9,17 11,58

Espesor de capa adh. Gris 5-10 5-10

Espesor de capa adh. Negro 10-20 10-20

2.9. Otras variables

Existen otras variables medibles como el tiempo de adhesivado, la energía consumida, etc. Pero han sido descartas puesto que su impacto en el coste final del inserto adhesivado es despreciable frente a los costes de adhesivo.

Estas variables pueden no ser despreciables en el proceso de inmersión, esto no

se conocerá hasta que no este la maquina de pruebas operativa. Ya que las pruebas realizadas de forma manual, no se pueden tomar aspectos como costes de adhesivos, ni tiempo totales del proceso, ni rendimientos, etc.





3. Costes en el proceso de pulverización

Comenzamos con los costes en el adhesivado por pulverización. Este proceso es llevado acabo para estas dos referencias en la maquina denominada bombo de adhesivo. La cual tiene las características expuestas en el documento de la memoria.

Los datos y muestras necesarios para realizar dicho estudio han sido recogidos

en la propia planta. Para poder realizar el informe mas completo se han tomado varias muestras sobre el mismo inserto, así realizando una media se obtiene un resultado mas relevante. Todas estos costes están referidas a la maquina de adhesivo mediante pulverización en bombo de adhesivo A continuación indico la tabla con los valores obtenidos para los diferentes insertos de las dos piezas tomadas para este proyecto.

Como siempre se ha comentado se han realizado varias muestras con el fin de

obtener unos resultado mas centrados.

Tabla 8: Tabla de datos obtenidos en producción

3.1. Costes energéticos

3.1.1. Introducción

Este coste energético se ha contabilizado en cada uno de los ciclos de producción, en la máquina de bombo de adhesivado. El tiempo completo de un ciclo de bombo de adhesivo, varía según la pieza ha adhesivar pero suele estar entorno a los quince minutos de duración. En este coste energético se van a cuantificar en las dos diferentes energías que necesitamos, por un lado estará la energía eléctrica y por el otro lado la energía neumática.

3.1.2. Energía eléctrica

El consumo medido en máquina, mediante pinzas amperimétricas es aprox 26A. La tensión de servicio es de 380V.

Muestra Pieza Bidón Adh.

Inicial

Adhs

Final

Adh

Empleado

Nº

Piezas

Peso

Piezas

sin

adhs

Peso

Piezas

con

Adhs.

Peso adhesivo

(g)

Fecha

adhesivado

1 4701512 70 23,5 2,71 20,79 30100 75 76 0,033222591 08/10/2012

2 1301212 38 27,2 22 5,2 1000 69,7 71 1,3 26/11/2012

3 4701512 19 25,7 16,5 9,2 13500 104,8 126,8 1,62962963 27/11/2012

4 1301212 26 25,7 19,3 6,4 1113 77,7 78,8 0,988319856 28/11/2012





La potencia total es aprox 10KW. El coste por ciclo es de 0,23€

3.1.3. Energía neumática

La maquina tiene diferentes elementos neumáticos, el principal la bomba de adhesivo, luego están las pistolas y el sistema que bate la pintura.

Según los catálogos de los fabricantes el consumo de aire total es de unos 700

l/min. El consumo por ciclo es de 10500l. La potencia del compresor es de 55KW y rinde 20 /min. La neumática cuesta unas 10 veces más que la eléctrica.

El coste de esta energía neumática es de 0,43€

3.2. Costes de adhesivo

El adhesivo utilizado para este tipo de aplicación de pulverización y para esta maquina como es el bombo de adhesivo, se utiliza un adhesivo cilbon 24 con un grado en la copa Ford de 15 segundos. Por eso existen dos componentes diferentes en el adhesivo, uno es el propio adhesivo y el otro es el disolvente añadido para rebajar a ese grado de la copa Ford.

Normalmente la proporción entre adhesivo puro y disolvente suele ser un 66%

de adhesivo puro y un 34% de disolvente. Para una preparación de 100 kg el coste será de: - Cilbon 9,89 €/kg - Disolvente 1,29 €/kg - Total = (9.89*66) + (1.29*34) = 696,6 €

Como se observa en la tabla de producción la cantidad de adhesivo varía en

función de las piezas o insertos a adhesivar, unos necesitan más adhesivo que otros.

Como ejemplo un aplicación que gaste 1 kg de adhesivo el coste del adhesivo es de 6,97€

3.3. Coste de mano de obra

Para poder cargar y descargar la maquina es necesario una persona, además de para vigilar el correcto funcionamiento del proceso y de la maquina. Hay que comentar que la persona encargada de conducir esta maquina no esta todo el tiempo del proceso de inmersión, se ha contabilizado que esta entorno a 5 minutos, trabajando en la maquina, de ese ciclo de adhesivado.

El precio de la mano de obra se estima en 12€/h por lo que el gasto en mano de

obra es de 1€.





4. Coste en proceso de inmersión Para esta aplicación el coste de producción, se iba a dar con la maquina prototipo

de producción. Ya que la comparación donde mejor se puede realizar los costes de las aplicaciones es la de producción. Esto es debido a que son los costes reales que se tienen mediante una producción en serie y continuada.

El problema surgido es que a la fecha de cierre de este proyecto no se ha podido

disponer de la maquina en las condiciones para poder realizar las pruebas de producción. Como se ha comentado anteriormente, por problemas económicos.



DOCUMENTO NÚMERO CUATRO:

ENSAYOS TITULACIÓN: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL,




INMERSIÓN










ÍNDICE

ENSAYOS






ENSAYOS TITULACIÓN: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL,




INMERSIÓN










Índice general 1. Introducción .............................................................................................................. 2

2. Especificaciones de ensayos pieza 13012 ................................................................ 3

2.1. Condiciones generales ....................................................................................... 3

2.2. Ensayos estaticos ............................................................................................... 3

2.2.1. Ensayo axial ................................................................................................ 3

2.2.2. Ensayo radial .............................................................................................. 3

2.3. Ensayos dinamicos ............................................................................................. 4

2.3.1. Ensayo dinamico axial a 100Hz ................................................................. 4

2.3.2. Ensayo dinamico axial a 15Hz ................................................................... 5

2.4. Ensayo de fatiga ................................................................................................. 6

2.5. Ensayo de adhesión ............................................................................................ 6

3. Especificaciones de ensayos pieza 47015 ................................................................ 7

3.1. Condiciones generales ....................................................................................... 7

3.2. Ensayos estaticos ............................................................................................... 7

3.2.1. Ensayo axial FK1 de GME ......................................................................... 7

3.2.2. Ensayo axial Fn1 de GME .......................................................................... 8

3.2.3. Ensayo axial FA1 de GME ......................................................................... 8

3.2.4. Ensayo radial FK2 de GME ....................................................................... 9

3.2.5. Ensayo conico de GME ............................................................................ 10

3.3. Ensayo dinamico .............................................................................................. 11

3.3.1. Ensayo de rigidez y perdida de angulo de GME ..................................... 11

4. Ensayo de fatiga................................................................................................... 12





1. Introducción

Como en documentos anteriores tras conseguir realizar la pieza final, es decir, tras su vulcanizado, normalmente ya hemos terminado el trabajo. Pero en esta parte de investigación no se queda ahí la cosa ya que disponemos de medios para poder someter a las piezas una vez terminadas a determinados ensayos. Estos ensayos no hacen nada más que reproducir las condiciones, lo más fielmente posible a la realidad, de las diferentes solicitaciones a las cuales están sometidas las piezas a lo largo de su vida útil. Como se han detallado en otros puntos de este proyecto los diferentes ensayos que se realizan, en esta parte solo me centrare en los diferentes ensayos que se realizan a estas dos piezas que estamos estudiando, como son la 1301212 y la 4701512. Muchos de los ensayos no se han podido realizar por falta de espacio en los bancos de pruebas que dispone la empresa, ya que actualmente soportan una gran cantidad de trabajo, sobre todo en cuanto a los ensayos de fatigas, puesto que por ejemplo la mayoría de las piezas suelen estar días o incluso semanas hasta llegar al nº determinado de ciclos que consta el ensayo.





2. Especificaciones de ensayos pieza 13012

Para esta pieza, la empresa, junto con el cliente tiene las siguientes especificaciones para realizar los diferentes ensayos a esta determinada pieza

2.1. Condiciones generales

• Se tiene que dejar 24 horas después de vulcanizar la pieza, como mínimo

para realizar el ensayo.

• El ensayo se debe realizar en una temperatura de 23ºC, con una tolerancia de 3ºC.

• Los diferentes útiles necesarios para estos ensayos han de ser montados

según los planos de montaje.

2.2. Ensayos estáticos

2.2.1. Ensayo axial Condiciones del ensayo:

• Velocidad 30mm/min • Precarga 20N • Condiciones de los ciclos 3, desde 0 a 18 KN • Ensayo de 0 a 18 KN • Rigidez entre 2850 N y 3850 N, el desplazamiento en 3350 N y 18000 N Debe de cumplir: Rigidez axial (Ksp) = 1000 N/mm ± 15% Una deflexión de 18KN = 13 mm Max

2.2.2. Ensayo radial Condiciones del ensayo:





• Se debe montar como indica el plano de montaje, a continuación se expone.

• Dejar una separación H1 • Añadir una desviación de 3350 N • Velocidad 10mm/min • Condiciones de los ciclos 3, ± 1mm • Test 1mm • Obtener una rigidez en 1mm • La rigidez de una parte debe ser la mitad de la rigidez total obtenida, ya

que se ensayan dos piezas Se debe cumplir: La rigidez de una pieza (Ksp) = 1050N/mm ±15%

2.3. Ensayos dinámicos

2.3.1. Ensayo dinámico axial a 100Hz

Condiciones:

• Precarga 3350N • Frecuencia 100 Hz • Amplitud ± 0.05mm • Se obtiene la rigidez dinámica Kd

Se tiene que cumplir: Kd/Ksp = 1.9 Max





2.3.2. Ensayo dinamico axial a 15Hz Condiciones:

• Precarga 3350N • Frecuencia 15 Hz • Amplitud ± 0.05mm

Se tiene que conseguir un angulo: Tan δ = 0.05 min





2.4. Ensayo de fatiga

Condiciones:

• Primero se realizara un ensayo axial antes del ensayo a fatiga • Par de apriete : 55Nm • Tuerca necesaria: M12x1,25 • Condiciones de carga:

Carga axial: 0N / +9710N Frecuencia: 3Hz Ciclos: 500000

Se tiene que cumplir una vez terminado que:

• No debe tener grietas, ni separaciones o abrasión anormal • No se deberá deformar la manga • El cambio de rigidez será inferior al 20%

2.5. Ensayo de adhesión

Este ensayo es la carga minima que tiene que soportar la parte superior del montaje axial:

• Dirección +P : 20KN min antes de la rotura por despegue • Dirección –P: 3KN min antes de la rotura por despegue





3. Especificaciones de ensayos pieza 47015

Para esta pieza, la empresa, junto con el cliente tiene las siguientes especificaciones para realizar los diferentes ensayos a esta determinada pieza

3.1. Condiciones generales

• Se tiene que dejar 24 horas despues de vulcanizar la pieza, como mínimo

para realizar el ensayo.

• El ensayo se debe realizar en una zona con temperatura controlada.

• Los diferentes útiles necesarios para estos ensayos han de ser montados según los planos de montaje.

• Las pieza será ensayada transcurridas 24 horas desde su montaje

3.2. Ensayos estáticos

3.2.1. Ensayo axial FK1 de GME

Condiciones del ensayo:

• Velocidad 12mm/min • Precarga 90N • Nº de ciclos a realizar, con cargas 3, 0 - 12KN • Ensayo de 0 a 18 KN • Rigidez entre 500 N y 1000 N

Debe de cumplir:

1000N/mm ± 15 %





3.2.2. Ensayo axial Fn1 de GME


• Preparación de las partes : 80 ºC ± 3ªC durante 4 horas • Velocidad 12mm/min • Precarga 90N • Nº de ciclos a realizar, con cargas 3, 0 - 12KN • Ensayo de 0 a 18 KN • Rigidez entre 500 N y 1000 N

Debe de cumplir:

Según tabla proporcionada, al pie de pagina

3.2.3. Ensayo axial FA1 de GME


• Preparación de las partes :-30 ºC ± 3ªC durante 168 horas • Velocidad 12mm/min • Precarga 90N • Nº de ciclos a realizar, con cargas 3, 0 - 12KN • Ensayo de 0 a 18 KN • Rigidez entre 500 N y 1000 N

Debe de cumplir:

Según tabla proporcionada, a pie de página





3.2.4. Ensayo radial FK2 de GME


• Preparación de las partes : 23 ºC ± 3ªC durante 4 horas • Velocidad 12mm/min • Precarga 4N • Nº de ciclos a realizar, con cargas 3, 0 - 2KN • Rigidez entre 500 N y 1000 N

Debe de cumplir:

650N/mm ± 15%





3.2.5. Ensayo cónico de GME


• Preparación de las partes : 23 ºC ± 5ªC durante 4 horas • Velocidad 24mm/min • Precarga 0N • Nº de ciclos a realizar, con cargas 3, 0 - 8KN • Rigidez Medida del angulo de torsión 8 Nm

Debe de cumplir:

1,6Nm/º ± 15%





3.3. Ensayo dinamico

3.3.1. Ensayo de rigidez y perdida de angulo de GME


• Preparar las piezas y mecanismos necesarios a 23ºC ± 2ºC durante 8 min. • Precarga 90N • Ajustamos la escala de cargas F y desplazamientos a 0 • Aplicamos la primera onda sinusoidal a una frecuencia de f1=15Hz y una

amplitud constante de I1= ± 0.25mm • Medir el angulo δ1 y la carga de amplitud F1 • Calculamos la rigidez dinámica mediante la fórmula: K1=F/I1

Debe de cumplir:

Rigidez dinámica 1400N/mm ± 15 % Angulo de perdida 7º ± 1º • Aplicamos la segunda onda sinusoidal a una frecuencia de f2=100Hz y una

amplitud constante de I2= ± 0.1mm • Medir el angulo δ2 y la carga de amplitud F2 • Calculamos la rigidez dinámica mediante la fórmula: K2=F/I2





4. Ensayo de fatiga


• El par de apriete de los tornillos de amarre de la pieza 90Nm • Una carga axial de ± 4.5KN • El numero de ciclos es 200000 a una frecuencia de 5Hz • Comprobar la ausencia de grietas antes de empezar el ensayo • El incremento de oscilación en la dirección axial será inferior a 1,5mm • Se verificara la perdida de rigidez axial durante el ensayo.

Debe de cumplir:

Perdida de rigidez axial inferior al 30%



DOCUMENTO NÚMERO CINCO:

CONCLUSIONES TITULACIÓN: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL,




INMERSIÓN










ÍNDICE

CONCLUSIONES






CONCLUSIONES TITULACIÓN: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL,




INMERSIÓN










Índice general 1. Introduccion .............................................................................................................. 2

2. Conclusiones ............................................................................................................. 3

2.1. Datos económicos .................................................................................................. 3

2.2. Ensayos .................................................................................................................. 3

2.2.1. Ensayos pieza 13012 ...................................................................................... 4

3. Conclusiones y resumen final ................................................................................... 6





1. Introduccion

En este apartado mostraremos y analizaremos todos lso resultado obtenidos, se compararan aqueelos datos posibles. Ademas se harán unas serie de conclusiones finales sobre este método o proceso de adhesivado mediante la técnica de la inmersión. En este capitulo del proyecto nos basaremos en los restantes capituolos detallados anteriormente, los cuales han sido necesrios como pautas para conseguir datos o diversa información relevante, para poder realizar una mejora del proceso. Este apartado también se darán unas pautas para una futura línea de investigación, con las posibles incognitas o problemas surgidos en las pruebas realizadas, o en la obervacion de las piezas, en los ensayos, etc. Esto es importante ya que se tienen unos determinados problemas o dudas sobre los cuales empezar a mejorar, valorar, etc. Tambien cabe recordar que falta la prueba mas importante, esta prueba es la de la maquina de prototipo del proceso industrial. En este prototipo, por la experiencia, es donde seguro aapreceran nuevos problemas, dudas, soluciones, etc. Esa es la gran prueba de validación real de este método o proceso, para ello la parte más importante es contar con una financiación económica para que se pueda realizar.





2. Conclusiones Una vez terminado todas las pruebas necesarias, haber recogido una gran cantidad de datos, realizado ensayos, hacer cálculos, etc. Hemos recogido toda esa información y vamos a comentarlas y ha sacar unas pequeñas conclusiones. Acontinuacion las iremos detallando paso a paso para poder entenderlas mejor.

2.1. Datos económicos

Según hemos podido realizar los cálculos económicos, solo se han podido obtener unos datos objetivos y con claridad en laparte de pulverización. La parte de inmersión no se pueden conseguir estos datos hasta no poder realizar las pruebas en la maquina de portotipo de producción, ya que las pruebas realizadas no se puede conocer consumos de adhesivo, ni costes energéticos, etc. Acontinuacion un diagrama para representar dichos datos Gráfico 1: Diferentes costes Como se puede observar en el apartado de costes, el coste mas importante es el del adhesivo, con mucha diferencia sobre los otros dos costes, energía y mano de obra. Por ello todos los avances e investigaciones tiene que ir en el campo del adhesivo, intentar ahorrar o minimizar el consumo del mismo. Tambien ha sido relevante aparte del coste del adhesivo la importancia en costes de la mano de obra, que incluso, supera al coste energético. Por lo que también será necesaria una mejora, en cuanto a la minimización del tiempo de mano de obra en el proceso.

2.2. Ensayos

En este apartado encuanto a los ensayos, separemos las piezas para estudiarlas por separado con mas grado de detalle. Estos ensayos han diso realizados según las especificaciones para cada tipo de ensayo, explicadas en el documento de ensayos.





No se han podido realizar todos los ensayos, ya que algunos de ellos tiene tiepos muy prolongados, como los de fatiga, además de la imposibilidad de tener espacio en el banco de ensayos, ya que esta muy solicitado con piezas del departamento de diseño.

2.2.1. Ensayos pieza 13012

Para esta pieza se han realizado solo el ensayo de tracción, este ensayo destructivo, obetenmos la máxima carga que soporta la pieza antes de que falle. Los datos proporcionados conocemos la carga aplicada y el desplazamiento que sufre la pieza. Para este ensayo hemos utilizado cuatro piezas, dos piezas llevan el metal con el adhesivado aplicado por pulverizacion y las otras dos piezas restante por el método de inmersión. Acontinuacion se muestran los valores obtenidos en el ensayo, asi como una grafica del mismo. La pieza 1 y la pieza son las adhesivadas por inmersión, mientras que las 3 y 4 son las adhesivadas por pulverización. Tabla 1 : Datos principales del ensayo Gráfico 2: Curva del ensayo de traccion





Como se puede observar en el grafico las dos piezas adhesivadas por inmersión se han comportado de una forma muy similar y paralela, mientras que las otras dos restantes piezas han dado datos dispares. Aunque las piezas de inmersión dan unos valores algo mas bajos que las de pulverización, lo importante es que no hay gran dferencia de comportamiento y los resultados salen muy similares. Un a de las causas de que la inmersión de valor tan parecidos es que la capa de adhesivo es muy uniforme en toda la superficie, mientras que en la pulverización en el bombo, como se ha demostrado en la medición del espesor de capa hay grandes diferencias de espesor de capa. Esto es debido a que las piezas están dando vueltas en el bombo y se puede tapar unas a otras y no conseguir este adhesivado uniforme. Por eso la disparidad de resultados en el ensayo, acontinuacion unas imágenes delas piezas ensayadas.

Imagen 1 : Pieza de inmersión Imagen 2 :Pieza de pulverización





3. Conclusiones y resumen final Según se ha podido obervar en los distintos ensayos la calidad de este tipo de proceso de inmersion es mayor. Se consigue una capa superficial mas homogenea que mediante el proceso de pulverización en bombo. En las pruebas realizadas en cuanto a los despegues se puede asegurar que los valores son aproximados en inmersión que en pulverizacion, como figura en la aparte de la memoria donde se reflejan dichos datos. Aunque tambien se tiene que tener en cuenta que este tipo de proceso es para una determinadas piezas o insertos muy especificos. Estas especificaciones son las siguientes: La pieza o metal tiene que tener una geometria muy irregular o complicada para la hora de construir utiles. Esta pieza es necesario que tenga toda su superficie adhesivada, puesto que al ser sumergida totalmente toda la superficie quedara cubierta de adhesivo. Es decir, aquellas piezas que nos interese adhesivar solo una parte de la superficie no se pueden someter a este proceso de adhesivado. Como se ha ha comentado anteriormente este tipo de piezas iran embebidas en caucho, por lo que los problemas por mala adhesión se miminizaran mucho al tener mucha superficie en contacto con el caucho. Los datos dados por el laboratorio hacen reseñar tambien que esos problemas surgidos en el proceso de inmersion como son la formación de gota, partes sin adhesivar, etc. No es causa de problemas importantes, con lo que pueden ser no tenidos encuenta de momento, aunque conbiene tenerlos localizados y controlados. Tan poco se ha podido obtener una buena comparación de costes real, puesto que al carecer de la maquina de prototipos esta toma de datos no se ha podido obtener. Estos datos quedan para un posible futuro.

Mi conclusión en cuanto ha este nuevo proceso de adhesivado es muy satisfactorio, ya que tiene un gran campo de mejoras y de I+D. Estas mejoras sera en el camino de minimizar el espesor de capa hasta conseguir que cumpla con los requisitos, actualmente el espesor de capa esta muy sobredimensionado, sera en la mejora de los utiles o forma de realizar la inmersion, dependiendo de la geometria de la pieza y demas factores. El otro gran reto es conseguir poder realizar la doble capa de adhesivo, ya sea del mismo adhesivo o de diferente adhesivo, como por ejemplo gris y negro. Es mas actual que el de aplicación por bombo de adhesivo, ademas se aprovecha mucho mas el adhesivo, ya que solo se pierde la pequeña parte que se queda en la sujeción de la pieza y el util.



DOCUMENTO NÚMERO SEIS:

ANEXOS Y BIBLIOGRAFÍA TITULACIÓN: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL,




INMERSIÓN










ÍNDICE

ANEXOS Y BIBLIOGRAFIA






ANEXOS Y BIBLIOGRAFÍA





INMERSIÓN










Índice general 1. Anexos ....................................................................................................................... 2

1.1. Medidor ultrasonidos Deltascope MP30 ............................................................... 2

1.2. Pirómetro testo 735 ................................................................................................ 7

2. Bibliografía.............................................................................................................. 19

2.1. Sitios web ............................................................................................................ 22

2.2. Programas de informatica .................................................................................. 22





1. Anexos

1.1. Medidor ultrasonidos Deltascope MP30





1.2.





Pirómetro testo 735





2.





Bibliografía

2.1. Sitios web

- CMP

- Lord adhesives

- Cil Chemical Cnnovations

2.2. Programas de informatica

- Microsoft Office 2007

- Schenk

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