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Ensamblaje de materiales y uniónes adhesiva
Los diseñadores e ingenieros tienen el reto diario de mejorar los diseños y los procesos de fabricación. Cada día es más amplia la lista de materiales que se utilizan en diseño por lo que las cintas y adhesivos 3M permiten una estética mejorada, construcciones más livianas y un mejor rendimiento final. Estas soluciones adhesivas y en cinta permiten a los clientes fabricar productos de forma creativa, eficiente y efectiva. Los adhesivos y las cintas 3M se pueden utilizar para una amplia variedad de aplicaciones y sustratos. Además, estamos felices de ayudarte a encontrar la solución adecuada para tu proceso de ensamblaje.
Adhesivos y cintas para ensamblaje industrial
Si bien existen varias formas de diseñar y fabricar productos, los adhesivos y las cintas 3M ofrecen ventajas únicas, en comparación con la soldadura y la fijación mecánica.
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Fijación tradicional frente a unión adhesiva
La soldadura es el estándar de la industria para el ensamble de servicio pesado, pero requiere experiencia y puede no funcionar si los sustratos son diferentes (por ejemplo, de aluminio a acero). Los pernos permiten un torque preciso y se pueden extraer o reemplazar; sin embargo, también requieren agujeros para unirse al sustrato. Los tornillos se usan de manera frecuente, pero pueden no resistir demasiado estrés y estar sujetos a la corrosión. Los remaches son otra opción popular, pero requieren acceso desde ambos lados para completar el ensamblaje; además, funcionan mejor con substratos similares. La soldadura se usa para la conductividad eléctrica, pero, generalmente, proporciona una unión mecánica débil.
Por el contrario, los adhesivos y las cintas pueden proporcionar múltiples beneficios como alternativa a los métodos tradicionales. Por ejemplo, los adhesivos líquidos pueden fluir y ajustarse a la forma del área de unión para rellenar orificios. Por lo general, proporcionan uniones resistentes. Las cintas proporcionan un grosor y tamaño de unión uniforme. Ofrecen una resistencia de manejo inmediata para facilitar el ensamble. Ambas soluciones vienen en múltiples formatos que brindan flexibilidad de diseño y producción. Además de los formatos, las cintas y los adhesivos se ofrecen con distintos grados de resistencia para adaptarse a una amplia gama de necesidades de sustrato y diseño.
Los adhesivos industriales brindan beneficios clave sobre otros métodos de ensamblaje industrial, que incluyen:
- Eliminación de las tareas de perforación y de los agujeros para reducir los costos de mano de obra y la concentración del estrés
- Uso de materiales más delgados y livianos para reducir el peso del producto y el consumo de energía
- Distribución uniforme del estrés a través de la unión para optimizar el rendimiento
- Unión de diferentes materiales para permitir nuevos diseños y prevenir la corrosión
- Unión y sellado en simultáneo para eliminar los pasos del proceso
- Reducción de la vibración en el producto final para mejorar la experiencia del cliente
Factores por considerar para los adhesivos y las uniones por cinta
Para formar una unión adhesiva, el adhesivo debe hacer un contacto estrecho con la superficie de cada sustrato. Por lo tanto, el adhesivo se debe seleccionar con una comprensión de la energía de la superficie y la limpieza de los sustratos. Además, el adhesivo debe tener suficiente resistencia cohesiva para satisfacer las necesidades de la aplicación. Al seleccionar los sustratos para tu diseño, puedes trabajar con 3M para seleccionar el mejor adhesivo para tu aplicación.
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Energía superficial, impregnación y adherencia
La energía superficial es una propiedad física de la superficie de un material que determina el nivel de anclaje del sustraro a un adhesivo. En un material con alta energía superficial, un líquido se extiende sobre la superficie o la impregna; en un material con baja energía superficial, el líquido resiste el flujo y el cordonado. Un adhesivo debe impregnar el sustrato para proporcionar una unión.
Para elegir el adhesivo adecuado, es importante comprender las energías superficiales de todos los sustratos y qué tan bien impregna el adhesivo en cada uno. La limpieza de la superficie también es un factor que determina si un adhesivo impregna el sustrato o no: algunos adhesivos requieren un alto grado de limpieza en el sustrato, mientras que para otros esta característica es menos crítica.
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Resistencia cohesiva
La resistencia cohesiva es la resistencia interna de un adhesivo, la capacidad del adhesivo para mantenerse unido bajo estrés. Cuanto mayor es la resistencia cohesiva, más fuerte es el adhesivo. Es importante considerar los tipos específicos de estrés que actúan en una unión adhesiva. Entre los tipos de estrés frecuentes, se incluyen cizalladura, corte, pelado y tracción.
La resistencia cohesiva está determinada por la composición química del adhesivo. La resistencia de los adhesivos abarca un amplio rango, desde adhesivos sensibles a la presión hasta adhesivos epoxi estructurales y acrílicos. Conocer la magnitud y la frecuencia de los tipos de estrés a los que estará sometida tu aplicación es útil para elegir el adhesivo con la mejor resistencia cohesiva para la tarea en cuestión.
Tipos de sustrato
3M tiene una amplia gama de adhesivos y cintas y una comprensión exhaustiva de los sustratos para ayudarte en tu diseño.
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Los metales, especialmente los comunes, como el acero o el aluminio, son resistentes, duraderos, fáciles de mecanizar, rentables y ampliamente utilizados en la industria. Tienen altas energías superficiales y, generalmente, son fáciles de unir con la preparación de la superficie apropiada. Muchas de las ventajas de los adhesivos de unión, tales como el relleno de espacios y el aislamiento de sustratos, son especialmente beneficiosos en la unión de metales.
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Esto incluye sustratos, como vidrio, cerámica y concreto, así como materiales naturales, como madera, textiles, cuero y piedra. Estos materiales tienen energías superficiales medias y son bastante fáciles de unir, pero cada uno tiene una consideración específica para la preparación y limpieza de la superficie. 3M tiene adhesivos diseñados específicamente para unir cada uno de estos materiales.
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En general, son plásticos resistentes y rígidos que funcionan bien a temperaturas más altas y, a menudo, cuestan más; entre los ejemplos, se incluyen policarbonato, acrilonitrilo butadieno estireno (Acrylonitrile Butadiene Styrene, ABS), espuma de uretano, distintos compuestos y la mayoría de las pinturas. Pueden pasar por un procesamiento significativo y no son demasiado difíciles de unir, pero los detalles específicos, como los agentes de desmoldeo, pueden ser problemáticos.
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Los plásticos de baja energía superficial (Low Surface Energy, LSE) tienen una resistencia inherente a la impregnación, lo cual hace que el proceso de selección del adhesivo sea más crítico. Entre los ejemplos, se incluyen polipropileno, polietileno, poliestireno y distintos recubrimientos de pinturas en polvo. 3M ha desarrollado adhesivos plásticos específicos para unir estos materiales.
Tipos de ensamblaje
Para determinar qué adhesivo funcionará mejor, a menudo es útil considerar el tipo de ensamble. Los seis tipos de ensambles que se muestran a continuación tienen diferentes características de diseño que, a menudo, determinan el mejor adhesivo o la mejor cinta.
Consideraciones de fabricación y diseño
Una de las formas más rápidas de encontrar la solución adhesiva o de cinta óptima es considerar cómo se fabricará y usará tu producto. Por ejemplo, ¿la producción será manual o automática? ¿Cuánto espacio hay disponible? ¿Qué temperatura alcanza el producto durante el uso? ¿Hay alguna especificación de la industria que tu producto deba cumplir?
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Proceso de uniónAquí hay algunas preguntas clave sobre tu proceso de fabricación que debes tener en cuenta. ¿Cuál es tu proceso actual de fabricación? ¿Cómo es la línea de montaje? ¿Es necesario que la solución adhesiva se integre a tu proceso actual o puede haber un cambio en el proceso/equipo? ¿Qué tan rápido se moverá el ensamble entre los pasos del proceso de fabricación? ¿Será necesario reubicar la unión? ¿Cuáles son los requisitos ambientales, de salud, de seguridad y reglamentarios? Cualquiera de estos factores puede afectar la elección del adhesivo.
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Uso finalEl rendimiento de tu producto final es importante. ¿Cómo y dónde se usa tu producto terminado? ¿Es un producto terminado o es un subconjunto que va a otro fabricante? ¿Estará expuesto a un ambiente hostil donde la temperatura, los rayos UV, la vibración, el impacto, la humedad o la lluvia lo afectarán? ¿Existen requisitos de especificaciones militares,de la FDA, UL, ASTM, de construcción o de la marina? ¿Hay algún otro requisito detallado? Todas estas preguntas son consideraciones importantes a la hora de tomar tu decisión final.
Recursos clave para la unión de materiales
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