Pedeorelha | ¿Es posible montar un coche con pegamento?

Vlad Krasen
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Muchos fabricantes de automóviles, incluido BMW, han utilizado adhesivos estructurales automotrices en lugar de pernos o soldaduras para unir revestimientos de plástico a los vehículos. Vea nuestra galería de imágenes de motores de automóviles. Imágenes de Johannes Simon / Getty

Cuando imagina la línea de ensamblaje en una planta automotriz, probablemente se imagina máquinas de soldar, remaches, pernos y tornillos que sujetan todas las partes de un automóvil juntas. Es posible que se sorprenda al saber que muchos fabricantes de automóviles están usando pegamento para unir algunas piezas en vehículos modernos. Este no es el tipo de pegamento que encontrará en la mochila de un niño de la escuela, o el tipo de pegamento para automóvil que podría usar para ensamblar un modelo de plástico: los adhesivos estructurales automotrices son materiales avanzados llamados epoxis que pueden personalizarse para adherirse casi cualquier superficie y soporta una amplia gama de temperaturas extremas.

Usar pegamento en la fabricación de automóviles no es una forma de recortar esquinas o hacer un automóvil inferior. Los adhesivos modernos ofrecen muchas ventajas de ingeniería sobre los métodos tradicionales de unir dos piezas. De hecho, los adhesivos suelen formar una unión más fuerte que los materiales que unen. Los adhesivos podrían ser la clave para construir automóviles más livianos y eficientes, y cuando se utilizan nuevos materiales como compuestos de carbono, los adhesivos pueden ser la única forma de unirlos, ya que los paneles de fibra de carbono no se pueden soldar entre sí..

Por supuesto, los adhesivos para automóviles no son perfectos: existen algunas preocupaciones ambientales y algunas aplicaciones para las que simplemente no funcionan muy bien. ¿Qué adhesivos funcionan mejor para las diferentes partes de un automóvil? ¿Y cómo cambiará el uso de adhesivos la industria automotriz? Como resultado, ¿veremos autos menos costosos? Si es así, ¿estarán a salvo? Sigue leyendo para descubrirlo.

Esta ventana trasera se recubrirá con adhesivo antes de colocarla en un Dodge Caliber. Mary Knox Merrill / The Christian Science Monitor / Getty Images

Aplicar adhesivo en la fabricación de automóviles es un proceso un poco más complicado que simplemente untar un poco de pegamento y unir las dos partes. Por un lado, los adhesivos estructurales automotrices están hechos de químicos llamados epoxis. Un epoxi viene en dos partes, una resina y un catalizador. Cuando se combinan los dos componentes, el catalizador inicia una reacción química en la resina y la resina desarrolla sus propiedades de unión a medida que la mezcla se cura. Los tiempos de curado del epoxi pueden variar desde unos pocos minutos hasta un día o incluso más. En algunos casos, el curado se puede ayudar horneando o alguna otra forma de calor aplicado. Algunos epoxis incluso se curan con la aplicación de luz ultravioleta..

Hay dos tipos de epoxis de uso común: epoxis de poliuretano y epoxis de matriz vítrea. Los epoxis de matriz vítrea son extremadamente fuertes y rígidos, y resisten cizallamiento -- separación lateral de las partes unidas - a niveles de fuerza muy altos. Los epoxis de poliuretano son más flexibles, pero se rompen bajo fuerzas de cizallamiento a niveles de fuerza mucho más bajos que los epoxis de matriz vítrea. Un nuevo proceso de solicitud de dos etapas llamado endurecimiento sinérgico del caucho da a los epóxicos de alta resistencia una mayor flexibilidad, por lo que es menos probable que se fracturen bajo tensión [fuente: Smock].

Las necesidades únicas de una línea de producción automotriz complican aún más el proceso de aplicación del adhesivo. En algunos casos, los adhesivos deben aplicarse a una sección completa del automóvil en un solo lote. Después de que se unan y unen algunas piezas adicionales, es posible que la sección deba pasar por un proceso de limpieza y pintura antes de colocar las piezas finales. El adhesivo necesita la capacidad de permanecer en su lugar cuando se somete a aerosoles líquidos, electrodeposición y otros procesos de ensamblaje. Para evitar el uso de costosos hornos de curado previo, esta capacidad de curado se puede incorporar al adhesivo, pero requiere muchas pruebas y una química impresionante..

El mejor lugar para usar un adhesivo estructural es en un lugar donde las fuerzas primarias sean compresión, donde las piezas unidas se juntan, o cortar, donde la fuerza intenta deslizar las superficies unidas entre sí, como presionar las manos y tratar de separarlas.

Los adhesivos estructurales generalmente no son buenos para usar si la fuerza que actúa sobre la junta separa las dos piezas, ya que la mayoría de los adhesivos tienen poca fuerza de pelado. Otra mala ubicación para un adhesivo estructural sería una donde hay fuerzas que doblarían la junta, lo que podría permitir que la junta se parta y luego se pele [fuente: Gilles].

Además de los epoxis, las espumas de uretano también se utilizan en ciertas áreas de un automóvil. Si bien tienen propiedades adhesivas, estas espumas se utilizan más por sus propiedades como selladores que como sujetadores estructurales..

Pegamento automático

Para muchas personas, es posible que el adhesivo automotriz en los paneles de la carrocería de un vehículo no suene a la pregunta, pero ¿qué hay de pegar el motor? ¿Puede un autoadhesivo resistir el calor y las presiones que los motores son capaces de producir? Sí, los adhesivos se pueden utilizar, y se utilizan actualmente, en motores. De hecho, las cubiertas de válvulas, los colectores de admisión y los cárteres de aceite se unen comúnmente con solo unos pocos pernos y un material adhesivo que forma una junta o sello hermético al aire o al fluido..

El Tata Nano utiliza adhesivos automotrices para unir los paneles de la carrocería y para reducir el peso. FABRICE COFFRINI / AFP / Getty Images

El uso de adhesivos tiene algunas ventajas importantes sobre otros métodos de fijación. Un adhesivo distribuye las cargas mejor que una soldadura por puntos o un remache. Imagine dos paneles de la carrocería que están unidos con algunas soldaduras por puntos. Cada vez que el automóvil golpea un bache, la fuerza del golpe viaja a través del auto. Cuando pasa a través de esos dos paneles de la carrocería, las soldaduras por puntos llevan toda la fuerza. Esto conduce a fracturas por tensión en el área cercana a las soldaduras. Un adhesivo permitiría que los paneles se adhieran a un área de superficie más amplia, distribuyendo la fuerza de una manera más eficiente. Una buena soldadura de costura lograría lo mismo, excepto que las soldaduras son tan rígidas que no transfieren la fuerza muy bien. Los adhesivos, especialmente los epoxis de poliuretano, tienen la capacidad de flexionarse y absorber parte de la fuerza y transmitir el resto de manera uniforme a través del área de la superficie. Esta es una de las razones por las que los fabricantes de aviones llevan años utilizando adhesivos..

Los adhesivos también permiten el uso de materiales estructurales más ligeros. Las soldaduras y los pernos requieren piezas de acero gruesas y pesadas para anclarlos. Con un adhesivo, se puede usar acero de grado más delgado, o el fabricante puede cambiar a materiales alternativos como compuestos de aluminio o carbono. Estos materiales no se pueden soldar como el acero, por lo que los adhesivos suelen ser la mejor opción. El fabricante de automóviles indio Tata redujo el peso de su Nano ultracompacto en parte al usar adhesivos para unir ciertos paneles de la carrocería.

La temperatura afecta los adhesivos, pero los epóxicos que se usan para ensamblar autos no se derriten hasta que se calientan a 400 grados Fahrenheit (204.4 grados Celsius) o más, y no se agrietan hasta que se enfrían a menos 40 grados Fahrenheit (menos 40 grados Celsius). grados Celsius). Obviamente, estas son variaciones extremas de temperatura que la mayoría de las personas nunca encontrarían en su vida. Para el conductor promedio, la temperatura no es una preocupación.

Eso no quiere decir que los adhesivos no tengan defectos. La industria automotriz no tiene muchos datos a largo plazo sobre el uso de adhesivos y algunos cuestionan su capacidad para resistir hasta 10 o 20 años de uso. Los fabricantes europeos han utilizado adhesivos estructurales durante varios años, por lo que aumenta la confianza en la longevidad de los adhesivos..

Existe un posible efecto secundario negativo del uso de adhesivos: reparaciones más costosas. Si una parte estructural unida con adhesivo se rompe, la mayoría de los talleres de reparación no tendrán las instalaciones necesarias para volver a adherir el adhesivo. En cambio, tendrían que usar un componente pre-adherido enviado por el fabricante, posiblemente obligando al propietario del automóvil a pagar más que solo la pieza rota. Un buen taller de carrocería puede manejar una reparación cosmética cortando la sección dañada y parcheando una nueva pieza con adhesivos diseñados específicamente para este propósito..

Si bien los adhesivos están ganando un uso más amplio hoy en día, su uso en el ensamblaje de automóviles no es realmente nuevo. Los parabrisas de los automóviles se han mantenido en su lugar con epoxis de poliuretano durante décadas, y en los últimos diez años, los fabricantes como Saturn e incluso BMW han adherido revestimientos de plástico a sus automóviles con adhesivos en lugar de pernos o soldaduras. A medida que los diseñadores de automóviles exploran nuevas tecnologías y nuevos materiales, es posible que veamos que el uso de adhesivos se disparará en los próximos años. Aun así, probablemente siempre habrá un lugar en la línea de montaje para un soldador..