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Noviembre de 2018 Página 1 de 2

La soldadura expande las posibilidades de diseño con piezas plásticas

Por: José Pulido, redactor técnico

Revisión de la oferta actual para unir materiales plásticos, se destacan las tecnologías para enlazar materiales poco compatibles o que conforman uniones en 3D.

La oferta de técnicas y métodos para realizar soldadura de polímeros es muy diversa y depende en gran medida de la compatibilidad entre las resinas a unir, de la tolerancia en las dimensiones de la unión soldada y del presupuesto disponible. Partiendo de esta base, es un proceso que vale la pena revisar por las posibles nuevas capacidades de procesamiento que puede abrir desde etapas tan tempranas como el diseño hasta etapas posteriores de producción.

La soldadura de materiales plásticos es un proceso de unión que permite juntar de forma permanente dos o más superficies mediante el aumento de su temperatura. Para llevar a cabo esta tarea existe un importante número de técnicas que se pueden clasificar en tres grandes tipos: los métodos térmicos, que consisten en usar fuentes de radiación o calor para aumentar la temperatura de las piezas; los métodos mecánicos, que fuerzan movimientos relativos entre las superficies para que la fricción aumente su temperatura; y los métodos electromagnéticos, que utilizan ondas de diferentes intensidades y frecuencias para mover internamente las moléculas de plástico y poderlas calentar mediante este principio.

Novedades tecnología ultrasónica 

Después de poco más de cincuenta años de existencia tras su patente en 1965, el proceso de unión ultrasónica constituye una de las tecnologías más relevantes de soldadura sobre plásticos en la actualidad, debido a la inmensa posibilidad que ofrece para control de proceso y para emplear altas velocidades de trabajo. En este proceso, el cual hace parte de los métodos mecánicos de unión, se transmiten vibraciones muy pequeñas a alta frecuencia sobre los materiales a unir, causando con esto que los materiales se fundan y se unan permanentemente.

Recientemente, uno de los aspectos más importantes del desarrollo de esta tecnología ha sido el perfeccionamiento de la transmisión de vibraciones a las piezas a soldar. Para esto, en materia de equipos, Rinco Ultrasonics presentó recientemente su nuevo aparato soldador Electrical Motion 20, cuyas vibraciones son transmitidas a las piezas mediante un sistema completamente eléctrico. Esta característica entrega mayor posibilidad de control en la unión soldada (tamaño, profundidad) frente a los métodos neumáticos tradicionales. En cuanto a la parte de control de las señales eléctricas, la compañía cuenta con el generador Rinco AGM Pro, que está optimizado para asegurar que las vibraciones se transmitan de forma suave y efectiva a las piezas, además de permitir controlar el tiempo, la energía y la continuidad que se desean dar a la unión soldada.

Dukane también constituye un ejemplo importante en la migración a equipos eléctricos gracias a desarrollos tales como las tecnologías Melt-Match e iQ AiM. La primera, incluida en los equipos Infinity, consiste en un sistema accionado por servomotores que permite un control preciso de los parámetros de movimiento usados para inducir las vibraciones en la unión a soldar. Para esto, cuenta con celdas de carga y un sistema inteligente que modifica las vibraciones según el estado (fundido o no fundido) del plástico. Los iQ AiM, por su parte, constituyen la nueva generación más compacta de unidades de generación ultrasónica. Estos sistemas están disponibles para frecuencias desde 15 a 40 kHz y para potencias de 600 a 5.000 W. Sin embargo, su mayor valor agregado está en el abanico de posibilidades que ofrece para conectividad industrial.

En paralelo al control de proceso, la especialización de la tecnología ha obligado que los procesos se adapten cada vez más a cada fabricante en específico. Herrmann Ultrasonics desarrolló hace poco un proceso de soldadura para la empresa colombiana Bioplast, el cual permite la unión de una pieza en PEAD con otra de PEBD mezclado con PEAD para un recipiente usado en la industria médica. La unión es circunferencial, las piezas no pueden tener ningún tipo de marca y el contenedor debe ser hermético hasta 0.8 bar. Un primer reto fue lograr que las vibraciones atravesaran un material como el PE, el cual cuenta con alta capacidad de amortiguación. Por otra parte, el segundo reto fue el diseño de un sonotrodo –el dispositivo metálico que está en contacto con las piezas y transmite las vibraciones– que lograra hacer una unión circular. Usando el equipo HiQ Dialog 6200 con generador ultrasónico integrado y el software de registro de parámetros FSC, Herrmann logró desarrollar una solución a la medida de los requerimientos establecidos.

El láser como competidor del ultrasonido

A diferencia de los métodos basados en movimiento, la soldadura láser de plásticos utiliza radiación directa para calentar y soldar los materiales requeridos. En particular, en este proceso se usan plásticos transmisores que permiten ser atravesadas por el láser y materiales reflectores que lo absorben. Estos últimos se calientan rápidamente bajo el rayo incidente, se funden y se adhieren al material transmisor para formar la soldadura. Así, entre las ventajas de este proceso se cuenta que no se generan esfuerzos mecánicos en los componentes, el calor se aplica en un área controlada, es posible soldar materiales con distinta rigidez y viscosidad y no es necesario estar en contacto con las piezas a unir.


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