Tekniker

Sistema de unión de componentes de metal y plástico con tecnología láser

Objetivo

Unión entre polímero y metal mediante tecnología láser sin presencia de aditivos, adhesivos o uniones mecánicas.

Resultados

Unión entre materiales disimilares plástico-metal.

Sistema de unión de componentes de metal y plástico con tecnología láser

Hasta el momento, la unión plástico-metal se lleva a cabo mediante métodos convencionales como unión mediante adhesivos, o unión mecánica. Sin embargo, estos procesos requieren un alto número de operaciones y poseen limitaciones de diseño.

En IK4-TEKNIKER se están estudiando las ventajas y desventajas de un novedoso concepto de unión entre polímero y metal mediante tecnología láser sin presencia de aditivos, adhesivos o uniones mecánicas. Además, la soldadura láser debe proporcionar excelentes propiedades mecánicas que aseguren la integridad de las estructuras y muestra claras ventajas con respecto a técnicas convencionales como unión mecánica o mediante adhesivos. También, trata de alcanzar prototipos de unión de materiales disimilares plástico-metal con reducidos tiempos de ciclo y un amplio rango de aplicaciones.

Con el fin de realizar el estudio planteado, se ha llevado a cabo la puesta a punto de los sistemas láser necesarios, tanto para el pre-tratamiento superficial del metal, como para el proceso de unión.

En el primero de los casos (pre-tratamiento superficial del metal) se han considerado dos sistemas láser diferentes con el fin de generar modificaciones de superficies con características bien diferenciadas: Por un lado, el láser pulsado en el rango de nanosegundos, y por otro, el láser de fibra de onda continua (CW).

Para llevar a cabo la operación de unión se han considerado dos sistemas láser que permiten, gracias a los diferentes cabezales ópticos, estudiar un amplio abanico de estrategias de soldadura con diferentes niveles de potencia: el láser de fibra de onda continua (CW) y el láser de diodos de alta potencia.

El resultado ha sido un exhaustivo conocimiento acerca de los mecanismos responsables de la unión entre materiales disimilares plástico-metal. A través de este conocimiento es posible obtener ensamblajes plástico-metal con cargas de rotura que superan las correspondientes al material más débil (plástico reforzado).

Las uniones plástico-metal generadas mediante tecnología láser ofrecen un proceso altamente flexible comparado con las uniones mecánicas. Frente a técnicas convencionales que utilizan adhesivos, la tecnología láser es más rápida y proporciona uniones con alta resistencia mecánica y la misma flexibilidad, pero sin introducir contaminantes.

El proyecto está centrando principalmente en aplicaciones del sector de la automoción, aunque la tecnología resultante se podría aplicar en sectores como el aeronáutico, el energético, el ferroviario, el electrónico o el médico.

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