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Unión de distintos sustratos metálicos
Unión de metales en el proceso de diseño.
Diseño con metal
Para los fabricantes, los metales son materiales eficientes, rinden bien en una amplia gama de temperaturas, muestran un buen aguante a la intemperie y tienen una resistencia excelente. Los consumidores finales confían en los metales: son sólidos y resistentes, tienen buen aspecto y un tacto agradable. Los metales pueden adquirir cualquier aspecto que desee, desde industrial y rugoso hasta aleaciones avanzadas de alta tecnología.
Existen múltiples métodos para procesar metales o darles forma: fundición, estampado, flexión, trefilado (e incluso la forja de un herrero). Sabrá todo esto ya porque conoce los materiales metálicos y por qué los ha elegido para su diseño. Nosotros también sabemos mucho sobre materiales metálicos, pero lo que se nos da verdaderamente bien es unirlos entre sí.
Sujeción tradicional frente a unión con adhesivo
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Unión con sujeciones mecánicas frente a unión con adhesivos
Las sujeciones metálicas son un concepto casi tan antiguo como el del trabajo con metal y a la gente les resultan familiares. Parece que elegir sujeciones metálicas para unir metales "es lo correcto", pero podría no ser la mejor opción. Los adhesivos industriales ofrecen seis ventajas claves sobre otros métodos de unión industriales:
- Eliminación de taladrado y orificios: el taladrado necesita tiempo y los orificios debilitan los sustratos en el punto en que se realizan y crean un punto de corrosión potencial
- Distribución uniforme del estrés a lo largo de la unión: en lugar de concentrar el estrés en uno o varios puntos de fijación, el estrés se distribuye de manera uniforme sobre el sustrato en la zona de unión
- Permiten el uso de materiales más finos y ligeros: dado que el estrés se distribuye por toda la línea de unión, el sustrato no tiene por qué ser tan grueso como sería necesario para soportar los puntos de estrés de las sujeciones.
- Unión y aislamiento de materiales diferentes: determinadas sujeciones mecánicas no rinden bien en sustratos no metálicos y el uso de dos metales distintos puede crear problemas de corrosión
- Unión y sellado simultáneos: los adhesivos no solo unen, también pueden sellar la unión para que no entren o salgan fluidos
- Reducción de la vibración: los adhesivos resilientes pueden disipar la energía, en lugar de transmitirla
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Soldadura/soldadura fuerte/soldadura blanca (unión térmica) frente a unión con adhesivos
Los tipos de montaje térmico, como la soldadura, son conocidos y aceptados en el mercado, porque los materiales consumibles resultan económicos y este tipo de unión suele ser más rápido, ya que no hay tiempo de curado. Tanto las uniones térmicas como las realizadas con adhesivos ofrecen una buena calidad de unión y sellado cuando se realizan adecuadamente. Sin embargo, los adhesivos suponen diversas ventajas sobre las uniones térmicas:
- Permiten el uso de metales diferentes: los distintos metales están aislados frente a la corrosión galvánica
- Recreación de la unión: la unión es más fácil de desmontar, recrear y reparar
- Reducen los gastos laborales: los adhesivos requieren menor formación y experiencia por parte de los trabajadores para que la unión sea buena
- Mejora estética: el proceso de unión no distorsiona ni decolora los sustratos
- Permiten el uso de sustratos más finos: dado que el metal no se distorsiona, los sustratos más finos pueden resultar igual de resistentes
- Menores gastos de energía: la unión térmica requiere un consumo de energía muy intensivo
- Mejora la comodidad de los trabajadores: la mayor parte de los adhesivos se puede aplicar a temperatura ambiente
Cuestiones sobre las uniones de metales
Hay varios factores a tener en cuenta cuando analice la mejor manera de unir metales en sus procesos: si son rígidos o flexibles, la corrosión, la exposición térmica y la concentración de estrés.
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Rígidos frente a flexibles
Los adhesivos rígidos transmiten la energía de forma eficiente, como desde la varilla de un palo de golf a su cabeza. Un adhesivo flexible ayuda a disipar energía, como en las vibraciones del coche de un tren de pasajeros, para que no se vea perjudicada la estructura. Todos los adhesivos tienen distintos grados de flexibilidad o rigidez, por lo que puede elegir el que mejor se ajuste a su aplicación.
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Corrosión
La corrosión galvánica se produce cuando un metal más activo pierde electrones a favor de uno menos activo, lo que produce tanto degradación superficial como material (en forma de oxidación o picaduras); este es un problema importante cuando la sujeción metálica transmite electrones con facilidad. Un adhesivo no solo permite unir distintos metales, sino que facilita una fina capa de aislamiento que resista esta corrosión.
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Exposiciones térmicas
Los distintos materiales se expanden y contraen a ritmos diferentes cuando se ven expuestos al calor o al frío, lo que puede afectar gravemente a la estructura. Un adhesivo lo suficientemente resiliente puede absorber parte de este estrés, ya sea entre dos metales distintos o entre un sustrato metálico y uno no metálico como el vidrio, la madera o el plástico.
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Concentración de estrés/taladrado de orificios
El taladrado no solo requiere tiempo, sino que debilita también el sustrato y concentra el estrés sobre el borde del orificio. Por el contrario, un adhesivo se puede aplicar rápidamente y distribuye el estrés de manera uniforme a lo largo de la unión.
Tecnologías de adhesivos
Estos son algunos de los mejores adhesivos y cintas para la unión de metales. Es importante seleccionar la resistencia y durabilidad del adhesivo para que se ajuste a los requisitos de los sustratos y la aplicación. Encontrará más información sobre cada una de las tecnologías empleadas en los siguientes enlaces.
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Cintas 3M™ VHB™
Con las cintas 3M™ VHB™, puede mantener la uniformidad desde el boceto hasta la construcción y eliminar sujeciones visibles que puedan distraer. Estas cintas de espuma acrílica de doble cara forman rápida y fácilmente uniones fuertes y duraderas cuya resistencia aumenta con el tiempo. Además, pueden unir varios sustratos diferentes.
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Epoxi estructural 3M™ Scotch-Weld™
Los adhesivos epoxi estructurales de dos componentes 3M™ Scotch-Weld™ son resistentes y duraderos, rinden bien a altas temperaturas y resisten la degradación química, por lo que resultan ideales para aplicaciones industriales. Estos adhesivos de elevada resistencia pueden ofrecer un aguante excelente ante los impactos y facilitan el diseño de productos en sectores como el aeroespacial, el de la construcción y el del transporte.
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Acrílicos estructurales 3M™ Scotch-Weld™
Los adhesivos acrílicos estructurales 3M™ Scotch-Weld™ pueden mejorar la productividad y el rendimiento, ya que facilitan uniones resistentes y seguras con tiempos de curado rápidos y mejoras estéticas. Los adhesivos acrílicos estructurales 3M™ proporcionan alta resistencia a los impactos, mínimo olor y una vida de almacenamiento de hasta 18 meses sin necesidad de refrigeración.
Unión de los diferentes metales
Los metales son fáciles de unir, pero cada uno de ellos es único. Estos son los principales tipos de metales:
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Acero inoxidable
El acero inoxidable es una aleación de hierro con carbono y otros metales añadidos que presenta resistencia a la corrosión. Es un material habitual en útiles de cocina domésticos, vajillas, cocinas comerciales y el procesamiento de alimentos, también se utiliza en instrumentos quirúrgicos, en el sector del automóvil y el aeroespacial, y para equipamiento industrial general y la construcción de fachadas. Es fácil realizar uniones con acero inoxidable, pero es posible que haga falta limpiarlo para eliminar la suciedad, el polvo, las huellas dactilares o los lubricantes.
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Acero
El acero es una aleación de hierro con una pequeña cantidad de carbono que lo hace más resistente. Las superficies de acero se suelen recubrir antes o después de practicar una unión para evitar la corrosión, ya sea con cinc (acero galvanizado) o con algún tipo de pintura. Si el recubrimiento es previo, lo que realmente une el adhesivo es el recubrimiento en lugar del propio acero, lo que afecta a la energía superficial y a la capacidad de impregnación del adhesivo. Otros adhesivos y cintas han sido diseñados para resistir a los procesos de recubrimiento o pintura.
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Aluminio
El aluminio es un metal relativamente blando, duradero, ligero, dúctil y maleable que se puede manipular, fundir, trefilar y extruir con facilidad. Casi siempre se presenta en aleaciones que mejoran sus propiedades mecánicas. El aluminio resiste la corrosión porque se crea una fina capa de alúmina casi inmediatamente cuando se expone el metal desnudo al aire. A menudo, es necesario limpiar o raspar el aluminio para retirar la suciedad, el polvo, las huellas o los restos de lubricante.
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Metales que contienen cobre
El cobre es un metal blando, maleable y dúctil, con excelente conductividad eléctrica y térmica. Es un material que sufre corrosión y no debe dejarse en contacto con materiales que puedan causar o aumentar la corrosión, en particular otros metales. Los metales que pueden sufrir corrosión durante largos periodos de tiempo, como el cobre y sus aleaciones (como el latón y el bronce), requieren cierta reflexión al seleccionar un adhesivo. 3M fabrica cintas y adhesivos especiales que no incrementan la corrosión y son compatibles con el cobre.
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