Paneles del compartimento del motor
En una aplicación, los ultrasonidos se encargaron de soldar paneles de aislamiento recubiertos de aluminio para el compartimiento del motor. La combinación de materiales fue un asesino: las esteras acústicas de poliuretano (PU) recubiertas de aluminio tuvieron que unirse a paneles de polipropileno (PP) reforzado con fibra de vidrio. Si eso no fuera suficiente desafío, se debían soldar seis partes diferentes.
Esta aplicación representó un verdadero desafío para la unión permanente y segura de los componentes. Los adhesivos no funcionarían debido a consideraciones de costos y la combinación de materiales. Los elementos de sujeción o los tornillos eran demasiado riesgosos, ya que podrían aflojarse durante el funcionamiento del motor. Ninguno de los otros métodos de unión térmica, como la soldadura láser, la soldadura infrarroja o la soldadura por vibración, era adecuado.
Las pruebas iniciales con un soldador ultrasónico de mano resultaron positivas. Se podría crear una junta apretada entre la estera de PU y la parte de PP moldeada por inyección, a pesar de la capa de aluminio que interviene. Era posible que las vibraciones ultrasónicas penetraran el revestimiento de aluminio y energizaran las moléculas en la parte PP.
La tarea se centró en cómo obtener resultados de soldadura repetibles y garantizar el requisito de resistencia a la tracción del cliente de al menos 50 newtons por punto de soldadura. El acero endurecido resistente al desgaste demostró ser el material adecuado para los sonotrodos. Los ingenieros ultrasónicos determinaron las ubicaciones de los puntos de soldadura y diseñaron los accesorios complejos, incluidos el sistema de sujeción y los sensores de exploración de piezas.
Los sonotrodos se montaron en actuadores neumáticos unidos a robots de seis ejes. Se diseñaron seis accesorios diferentes para que coincidan con las formas de las piezas y para soportar los puntos de soldadura.
El ensamblaje se realiza en tablas de indexación rotativas. En dos posiciones, el ensamblaje lo realizan dos robots. En una tercera posición, otro robot carga y descarga automáticamente las piezas.
Se ahorró un tiempo valioso, hasta un segundo por punto de soldadura, al precargar el cilindro neumático que se extiende y retrae la pila ultrasónica. La precarga significa que el cilindro ya se ha extendido a través de un sistema neumático inteligente antes de que el robot ponga la herramienta de soldadura en contacto con el punto de soldadura.
