El control de la temperatura resulta necesario para garantizar la adhesión y el curado correctos de los adhesivos en un tiempo ajustado. El mantenimiento de un espesor de adhesivo uniforme también es crítico. Sin embargo, los adhesivos pueden ser problemáticos en relación con las iniciativas de reducción de peso, porque los compuestos de unión pesan más que los remaches o soldaduras por puntos.
El control de calidad del adhesivo comienza en la cadena de suministro. Las propiedades adhesivas deben estandarizarse para garantizar la consistencia e integridad en el proceso de unión. Los ensayos de juntas entre materiales requieren, generalmente, ensayos destructivos y conocimientos de ingeniería mecánica. A medida que se vayan desarrollando nuevos adhesivos, el control de calidad requerirá un mayor conocimiento de la ingeniería química.
Evaluar las propiedades de los materiales de forma individual, así como su rendimiento colectivo dentro de un sistema unido, contribuye a la consecución de objetivos de diseño. Con los procesos de selección de materiales completados, los fabricantes deben evaluar la calidad de los productos entrantes de los proveedores, así como el rendimiento de los componentes en los sistemas de unión. La capacidad de determinar con precisión las propiedades fundamentales, tales como el porcentaje de alargamiento hasta rotura, el módulo, la resistencia al cizallamiento y la flexión de una manera que sostenga una alta capacidad de producción es primordial. Los equipos de ensayos de materiales se han usado tradicionalmente para evaluar muestras pequeñas. A medida que la garantía de calidad se traslada del laboratorio a la planta de fabricación, la capacidad para gestionar grandes volúmenes resulta clave para implementar pruebas de calidad a gran escala.
SOLUCIONES PARA ESTRATEGIAS DE MATERIALES MIXTOS
Una empresa que está liderando en la calificación de materiales mixtos es ZwickRoell, fabricante y proveedor de equipos de ensayos con sede en Alemania. La compañía ha desarrollado soluciones que apoyan tanto la I+D (selección de materiales y validación del diseño) como las aplicaciones de ensayos de control de calidad para aleaciones de aluminio o aluminio y compuestos. Su sistema de ensayos Allround-Line de nueva generación se adapta perfectamente al entorno de ensayo de alto rendimiento, exigido tanto por las rutinas de selección de materiales como por los procesos de gestión de calidad para iniciativas de reducción de peso. Unas velocidades de ensayo y posicionamiento elevadas, combinadas con un retorno rápido, reducen los ciclos de ensayo. Funciones inteligentes, como control adaptativo integrado con ajuste automático de todos los parámetros de control, la sofisticada regulación de la velocidad de deformación y la compensación en línea de los cambios en las propiedades de las probetas permiten al personal de laboratorio dedicar más tiempo al análisis de resultados que a la configuración del ensayo. Aplicaciones como, por ejemplo, los ensayos de pandeo en componentes de puertas de vehículos ligeros evidencian la flexibilidad del nuevo sistema.
“Los sistemas Allround-Line incorporan dos áreas de ensayo que minimizan el tiempo de cambio entre ensayos y proporcionan la flexibilidad exigida por los laboratorios de I+D, así como el rendimiento que requieren los entornos de control de calidad”, afirma Helmut Fahrenholz, gerente del área de composites de ZwickRoell.
DESAFÍOS DEL ENSAYO DE COMPOSITES
Los compuestos son anisotrópicos y, por tanto, plantean desafíos. Además, las propiedades de los compuestos reforzados con fibra dependen, en gran medida, de la fibra y de la matriz de los materiales, la alineación de las fibras y de la unión fibra-matriz. Por ello, los ensayos de materiales deben implicar una variedad de análisis que permitan caracterizar todas las propiedades. Dichos ensayos están definidos en las normas internacionales (ISO), así como en las normas nacionales y regionales como ASTM, EN y DIN. Los fabricantes de automóviles también han establecido sus propios estándares, que definen los criterios de rendimiento para los proveedores y aseguran la calidad de fabricación.
El sistema Allround-Line de Zwick Roell permite realizar ensayos en aluminio, magnesio, aleaciones especializadas y materiales compuestos. Las áreas de trabajo duales mejoran la eficiencia al reducir el tiempo de cambio.Dado que la sólida caracterización de los compuestos requiere llevar a cabo una amplia variedad de tests, los fabricantes y proveedores utilizan múltiples sistemas de ensayos con diferentes dispositivos y montajes. El sistema Allround-Line de ZwickRoell, en cambio, permite ensayar probetas con cargas de hasta 100 kN y 250 kN. El sistema cubre 21 ensayos distintos, que representan aproximadamente 115 estándares, mientras que una cámara de temperatura permite realizar ensayos entre -70 y 250 °C. Con el nuevo sistema, los ensayos incluyen desde la determinación de la resistencia al cizallamiento interlaminar y la resistencia a la fractura, hasta la determinación de la compresión estática.
“Esto significa que, con la nueva máquina, se pueden llevar a cabo algunos ensayos muy complejos, además de los ensayos habituales de tracción, flexión de compresión y cizallamiento”, constata Fahrenholz.
