miércoles, 17 de abril de 2013

Uniones pegadas.Tipos de pegamentos

Introducción

Todo lo fabricado por la industria está compuesto por piezas, y estas han de ser unidas entre ellas. A menudo se escogen fijaciones mecánicas, tales como son tornillos, remaches, soldadura y pegamentos. Sin embargo, ahora los ingenieros a menudo deciden usar a adhesivos para la unión. Esta técnica de unión está bien comprobada y es capaz de reemplazar o suplementar los métodos de fijación mecánica aportando las siguientes ventajas como por ejemplo reduce el costo, reduce las operaciones de acabados entre otros.
 Sabemos que muchas veces los materiales necesarios para poder fabricar alguna pieza, o simplemente para cualquier motivo, es necesario el poder unir partes o piezas para poder obtener la deseada, pero lo cierto también es que por ser los materiales de distintos componentes se requiere de diferentes sustancias para poder unirlas.
  En este laboratorio conoceremos las distintas sustancias para pegar diferentes materiales, tales como el Soldimix, el PVC, la cola sintética, entre otros, y además analizaremos la capacidad de pegado que tienen en los diferentes materiales.

Naturaleza de los materiales

La composición de los adhesivos , varia según su uso y referencia , sin embargo existen elementos que se hacen presentes en la gran mayoría de las soluciones adhesivas y son las siguientes:
-Polímero: Es el elemento encargado de formar la masa del adhesivo y contribuir a su resistencia.
-Solvente: Posibilita que el adhesivo tenga un estado liquido.
-Cargas: Se agregan para mejorar las condiciones de fluidez y resistencia al despegue.
-Adhesivadores: Son las sustancias que contribuyen al pegado.
-Plastificantes: Imparte flexibilidad al adhesivo.
-Aditivos varios: Entre los aditivos mas comúnmente utilizados se encuentran los retardadores de inflamación, estabilizadores de luz , colorantes y agentes de control de viscosidad.

Tipos de adhesivos


Los adhesivos Epoxi son adhesivos cuyo polímero base está formado por el grupo químico denominado epoxi, los adhesivos de epoxi son conocidos también como adhesivos rígidos, dado a que poseen una alta resistencia frente tensiones o cargas, sobre 30 MPa, y muy poca elongación, sobre el 10% antes de producirse la fractura, estas propiedades son debidas a la estructura de termoestable que adoptan el conjunto de polímeros que conforma el adhesivo una vez que ha reticulado o curado.
Los adhesivos de Epoxi se clasifican en 2 grupos:
  • Adhesivos Epoxi de 2 componentes (Epoxi 2C)
  • Adhesivos Epoxi de 1 componente (Epoxi 1C)

Los adhesivos acrílicos modificados estructurales constituyen la más
reciente y, tal vez, versátil de las familias de adhesivos empleadas en el
ensamblaje de piezas en la industria.
 Una característica diferenciadora de los adhesivos acrílicos es que no
necesitan que la mezcla entre resina y activador sea completamente homogénea,
ya que una vez generados los "centros activos", la propagación del polímero se
produce en el seno del adhesivo. No se recomienda el uso de calor para acelerar
el curado.
 Los acrílicos se presentan comercialmente según dos sistemas principales
de mezcla:
1. Sistemas adhesivo más activador
2. Sistemas bicomponentes
 Los diversos ensayos realizados sobre adhesivos acrílicos muestran su
excelente durabilidad (resistencia a la fatiga, a agentes medioambientales,
propagación de la rotura, efecto de la holgura de adhesión, diseño de la junta, etc.)
comparado con los adhesivos estructurales más conocidos. Presentan además
tiempos de manipulación muy cortos.

Adhesivos de dos componentes:Los adhesivos de dos componentes se secan por la reacción química que se produce al mezclar los dos productos.
Este tipo de adhesivo es utilizado en la unión de piezas o componentes y en estrucuras de la carrocería. Las uniones realizadas son más fuertes que los adhesivos monocomponente y soportan mejor las altas temperaturas.
Con los adhesivos bicomponente se pueden unir todo tipo de metales y aleaciones, así como los plástico empleados en el vehículo.


También hay que decir que existen adhesivos que se emplean en el automóvil en forma de spray.

Uniones adhesivas

ingenieria de adhesivos

En el caso que se opte por realizar una unión adhesiva, durante la fase de diseño de la unión deberemos de seguir las siguientes reglas básicas:
           El diseño de la unión ha de ser simple, claro y seguro.
           El diseño ha de ser simple, la unión ha de contener el menor número de componentes a utilizar, debe de ser fácil su fabricación, mantenimiento y posible reparación.
           El diseño ha de ser claro con objeto de evitar equivocaciones por interpretaciones incorrectas por falta de información.
Seguro, la unión se ha de diseñar y dimensionar para asegurar en todo momento la funcionalidad y vida del producto, en el caso que sea necesario se deberá introducir elementos de seguridad así como instrucciones relativas a su uso.
           flecha Calcular y dimensionar el área de pegado (ancho y espesor de cordón del adhesivo) acorde con los requerimientos técnicos solicitados, mediante las diversas técnicas de cálculo como elementos finitos, cálculo lineal, etc…
          flecha Durante la fase de dimensionamiento del área de pegado, afectar dichos cálculos por factores de seguridad y de envejecimiento.
          flecha Evitar en todo momento que el adhesivo soporte cargas o esfuerzos de pelado, diseñar la unión para soportar esfuerzos de tracción o de compresión.
          flecha Proteger las uniones adhesivas de ambientes agresivos que puedan acelerar su envejecimiento y reducir las características mecánicas del adhesivo.
          flecha Considerar el comportamiento de la deformación del adhesivo y sustrato dentro del rango de temperaturas en el cual se expondrá la unión.
          flecha Tener en cuenta los fenómenos de fluencia debido a esfuerzos estáticos y fatiga por esfuerzos dinámicos.
         flecha Realizar el diseño mediante soluciones óptimas para la transmisión de cargas sin afectar a los sustratos evitando en todo momento concentraciones de tensiones.
Por ultimo decirte que cuando se diseña una unión adhesiva, el diseñador ha de tener en su mente que el mejor adhesivo no es el más resistente o el que más pega, sino el que mejor se comporta.

 

Normas de seguridad e higiene aplicables a los adhesivos

Diversas medidas de prevención deben ser toma as para garantizar una utilización de adhesivos sintéticos segura, carente de riesgos higiénicos.
Estas se pueden resumir en:
1. Limpieza de la zona de trabajo: mesas, herramientas y utensilios deben ser limpiados    regularmente.
2. Una ventilación eficaz natural o forzada siempre es aconsejable y si es posible también es conveniente una aspiración localizada de vapores y gases tóxicos. La disposición y características de los sistemas de extracción dependen del modo de operar y tamaño de las superficies a unir, pero para la práctica totalidad de gases y vapores que pueden desprenderse, la velocidad de captura de 0,5-0,7 m/s suele ser suficiente.
Operaciones como el mezclado de sustancias de una formulación adhesiva previo a su aplicación, así como el calentamiento para su fusión deben realizarse en áreas bien ventiladas.
3. En el supuesto de que la instalación de sistemas de extracción localizada no sea posible, o las circunstancias obliguen a una concentración de contaminantes importante, se deberá recurrir a los sistemas de protección personal:
  • Adaptadores faciales.
  • Filtros mecánicos.
  • Mascarillas autofiltrantes (polvo).
  • Filtros químicos y mixtos contra diversos gases.
  • Gafas y oculares protectores contra proyección de partículas.
4. Para prevenir el riesgo por contacto es conveniente utilizar guantes de protección frente a agresivos químicos y protección de manos y superficies del cuerpo expuestos mediante aerosoles de protección, cremas o pomadas activas que reaccionan con la sustancia nociva impidiendo su penetración a través de la piel, o cremas barrera que impidan o dificulten el contacto de la sustancia con la piel.
5. Utilización de ropa de trabajo apropiada, así como medidas de limpieza e higiene personales, separación completa de las vestimentas de calle y de trabajo, evitar el almacenamiento y consumo de bebidas y comidas en el área de trabajo donde se utilicen adhesivos.
6. Las recomendaciones precautorias en caso de inhalación y/o contacto con adhesivos son:
En caso de inhalación, separar al sujeto de la zona contaminada y requerir la atención médica.
En caso de salpicaduras y proyecciones accidentales a ojos, lavarlos inmediatamente con abundante agua, y requerir la atención médica.
En caso de contacto con zonas de la piel no protegidas, lavar inmediatamente con abundante agua, no dejando secar el producto sobre la piel. No se debe utilizar un disolvente para limpiar la zona afectada.
En la utilización de adhesivos en fusión pueden ocasionarse quemaduras importantes, en caso de contacto con zonas de la piel no protegidas. En este supuesto es necesario sumergir la zona afectada en agua fría, cubrirla con un trozo de tela limpia, no retirar el adhesivo inmediatamente y avisar a un médico.
Como complemento de toda medida preventiva son necesarios:
  • Un control riguroso y regular de la concentración de los contaminantes químicos en la atmósfera de trabajo.
  • La información al trabajador de la naturaleza de los productos que manipula y los riesgos que pueden presentarse.

 





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