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¿Cómo pegar aluminio con fibra de carbono?

En la actualidad la selección de determinados componentes para reducir el peso son una prioridad en algunos sectores como en el ferroviario y la automoción. No obstante, en ocasiones la unión de estos componentes puede no ser fácil, como el caso del aluminio y la fibra de carbono. Araldite, experto en principal fabricante de adhesivos para el sector, nos ofrece una amplia gama de productos adecuados para este tipo de uniones.

¿Cómo pegar aluminio y fibra de carbono?

Los adhesivos estructurales juegan un papel fundamental en este aspecto, mejoran la durabilidad del vehículo y reduce sus costes de fabricación. Ofrecen también grandes ventajas respecto a las fijaciones mecánicas, reduciendo la fatiga y los fallos alrededor de las soldaduras por puntos.

Son adhesivos basados en epoxi, metacrilato, poliuretanos y materiales fenólicos que garantizan el rendimiento y la seguridad de los ensamblajes a largo plazo y sus características específicas ayudan a mejorar la calidad de los procesos de fabricación.

pegar fibra de carbono¿Qué es la Fibra de Carbono?

La fibra de Carbono es una fibra sintética que se compone por filamentos de 5-10 µm de diámetro compuestos por miles de filamentos de carbono. Su principal característica es que posee propiedades mecánicas parecidas al acero, pero con mejor resistencia al impacto y una ligereza comparable a la de la madera o el plástico.

Su uso es cada vez más usual en todo tipo de elementos, desde instrumentos musicales a buques mercantes. Es muy frecuente su uso junto a resinas epoxi.

¿Qué es el Aluminio?

El aluminio es un metal ligero y no ferroso que se obtiene de la mezcla de la alúmina, que a su vez es extraída de la bauxita, y la criolita. Es un metal muy blando, pero que debidamente aleado puede obtener una resistencia similar al acero, siendo el metal que proporciona mayor dureza con un menor peso.

Es fácil de pulir, dúctil, maleable, con gran resistencia a la corrosión, posee una alta conductividad térmica y eléctrica que lo convierten en un metal muy útil para toda la industria, desde la decoración a la indústria aeronáutica.

¿Dónde se usa la unión carbono-aluminio?

La unión entre estos dos elementos es cada vez más habitual en diferentes procesos de fabricación, en sus múltiples formas, ya sea laminada o en forma tubular. La ligereza y la capacidad de mecanizado del aluminio y la ligereza y resistencia de la fibra de carbono son las principales cualidades por la cual este dúo tiene tanta presencia en la industria.

Esta unión es muy usual en la automoción para aligerar el peso de los vehículos reduciendo así el consumo de combustible y las emisiones de CO2.

Podemos encontrar este vínculo en la unión de la pieza que soporta el buje de las ruedas y los tubos que forman los cuadros de las bicicletas. De esta manera se aprovecha la ligereza y resistencia de la fibra de carbono, reduciendo el peso total sin perder la resistencia estructural necesaria, utilizando las propiedades mecánicas del aluminio como elemento de unión.

Por los mismos motivos podemos encontrar este dúo también en las cañas de pescar. Los palos de golf también han sabido ver las ventajas de esta unión, siendo el palo de fibra de carbono por su ligereza y la punta de aluminio, tratando de llevar el centro de gravedad a la parte más baja y lograr que toda la inercia se concentre ahí.

¿Cómo pueden ayudar los adhesivos?

Estos adhesivos pueden aplicarse en una gama amplia de áreas. Sin necesidad de utilizar otros elementos de sujeción para un efecto acumulativo en la reducción de peso. Ante la ausencia de elementos de sujeción, remaches y agujeros que pueden debilitar las estructuras, los adhesivos ofrecen una mejor resistencia de los materiales y mejoran el acabado en las piezas terminadas.

En el sector de automoción los enlaces adhesivos con superficies de unión lisas aportan una gran flexibilidad de diseño. Estos enlaces facilitan la distribución de esfuerzos de una forma regular. Ofrecen una mayor resistencia a la corrosión y minimizan el riesgo de fugas.

¿Cómo pegar distintos materiales con adhesivos?

Los adhesivos también pueden unir distintos materiales, como materiales compuestos, aluminio, magnesio y fibra de carbono. Equilibra las diferentes velocidades de expansión y contracción. Compensa estas variantes en los coeficientes de expansión térmica de diferentes materiales. A su vez crea un un vínculo fuerte y flexible disminuyendo así los costes de mantenimiento.

Adhesivos epoxi de alto rendimiento

Los adhesivos epoxi proporcionan alta resistencia, alta resistencia a la temperatura, alta rigidez, muy alta fatiga y resistencia al choque térmico en materiales compuestos de metal y termoestables en ensambles estructurales y semi-estructurales, como pueden ser los ejes de transmisión o los módulos de puertas.

Beneficios de los Adhesivos epoxi

  • Baja contracción sobre el curado
  • Alta resistencia y alta rigidez
  • Buena resistencia a la fluencia
  • Elevada resistencia a la fatiga
  • Resistencia a altas temperaturas (hasta 210 ° C)
  • Excelente adhesión a metales y compuestos termoestables

Casos prácticos adhesivos epoxi

Araldite 2015 es un adhesivo estructural epoxi que ofrece alta resistencia en combinación con un procesamiento fácil. Un fabricante nos cuenta que utilizó este producto para adherir componentes de acero y ABS que forman las partes interiores de la puerta trasera de una furgoneta. El rápido curado de este adhesivo a temperatura ambiente permitió al fabricante manipular las piezas después de una hora. Mejoró de forma sustancial el proceso de ensamblaje a la vez que redujo el peso de la unidad.

Araldite 2015 es un ejemplo de un sistema epoxi seleccionado por sus propiedades flexibles. En esta ocasión otro fabricante utilizó este sistema epoxi para unir dos partes de un alerón de fibra de carbono. Las propiedades de este adhesivo resultaron fundamentales para que alerón pudiera soportar tensiones mecánicas y vibraciones cuando el vehículo alcanzaba velocidades de hasta 322 kph. Araldite 2015 también goza de gran resistencia a las altas temperaturas, característica clave para curar la pieza terminada a 90º C durante una hora.

También se utiliza para unir acoplamientos en el eje de transmisión GRE de un 4×4 debido a su resistencia para poder soportar grandes cargas de torsión.

Adhesivos de metacrilato versátiles

Los adhesivos de metacrilato son frecuentemente seleccionados por su velocidad de curado y el ahorro de tiempo que esto implica. Son adecuados para materiales similares y diferentes. Muy recomendable para procesos de repetición en producciones de alta velocidad. Ofrece una gran resistencia a la tracción y a los golpes en un amplio rango de temperaturas.

Beneficios de los Adhesivos de metacrilato

  • Excelente adhesión a metales, compuestos termoestables y la mayoría de los termoplásticos
  • Buena resistencia química y durabilidad a largo plazo
  • Tolerante a las variaciones de la relación de mezcla
  • Buena adherencia con una preparación mínima de la superficie
  • Posibilidad de laca endurecedora y sin métodos de mezcla
  • Propiedades mecánicas de rígido a flexible
  • Amplio espectro de reactividad disponible
  • Relación óptima tiempo abierto / tiempo de curado

Adhesivos de Poliuretano flexibles

Los adhesivos de Poliuretano son adecuados para ensamblar múltiples materiales. Gracias a sus propiedades flexibles también funcionan bien en termoplásticos de difícil pegado, plásticos compuestos o estriados. Suele utilizarse con luces de freno, faros y en ocasiones para unir defensas en vehículos.

Beneficios de los Adhesivos de poliuretano

  • Excelente adhesión a la mayoría de los materiales compuestos y plásticos
  • Buena adherencia a los metales
  • Alta resistencia a la fatiga
  • Buena durabilidad a largo plazo
  • Propiedades mecánicas de rígido

Procedimiento correcto para pegar aluminio y fibra de carbono

  • Fase de lijado para reducir la tolerancia al mínimo posible.
  • Aplicar un limpiador
  • Realizar el pegado aplicando el adhesivo repartido de forma homogénea y regular.
  • Dejar el tiempo necesario de curado a temperatura óptima.
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