Desarrollan dispositivo para unir metal y plástico en segundos

Científicos del Instituto Fraunhofer desarrollaron una pistola de unión que crea una conexión entre el metal y los materiales termoplásticos en cuestión de segundos. Esta pistola tiene un diseño modular y se puede integrar fácilmente en el proceso de producción, por ejemplo, siendo montada en un brazo de robot en lugar de una pistola de soldadura por puntos. 

Como lo explica el Instituto Fraunhofer, tradicionalmente, la conexión de plásticos y metales plantea un desafío debido a las diferentes propiedades físicas de los dos materiales. Todas las opciones de unión convencionales, como las uniones que usan adhesivos o remaches, tienen sus desventajas: los adhesivos necesitan tiempo para endurecerse, lo que retrasa el procesamiento adicional. Los plásticos pueden dañarse fácilmente durante el remachado. Además, tanto la unión adhesiva como el remachado requieren materiales adicionales que aumentan los costos de producción.

El proceso de integración HeatPressCool, desarrollado en el Fraunhofer, se integra en la pistola de unión, lo que permite la unión directa y precisa entre los componentes de metal y plástico en cuestión de segundos. Durante este proceso, los dos materiales se presionan juntos y el metal en el punto de unión se somete al calor inductivo dirigido. Esto hace que el material termoplástico se funda parcialmente, lo que a su vez forma directamente un enlace firme con el metal a medida que el plástico se solidifica.

Los investigadores de Fraunhofer IWS tratan el metal con láser para optimizar la adhesión de este último con el plástico para crear estructuras de anclaje. “La característica especial de este proceso es que usamos ablación por láser para perforar profundamente en el metal, hasta una profundidad de hasta cien micrómetros, donde el plástico puede penetrar y luego enfriarse, contraerse y formar un ajuste seguro en esta estructura. Esto genera un vínculo altamente estable”, dice Annett Klotzbach, miembro del proyecto.

Para integrar esta pistola de unión dentro de las tecnologías existentes en las operaciones de manufactura, esta solución tiene una estructura modular. Por ejemplo, se puede montar en un brazo de robot en lugar de una pistola de soldadura por puntos. La pistola de unión se puede aplicar donde sea necesario unir con precisión metal y plástico, por ejemplo, en la construcción de estructuras de vehículos en la industria automotriz o en paneles de acero inoxidable en refrigeradores o lavavajillas.