Soldadura FSW x Rheocasting

El rheocasting es un proceso que se originó en la década de 1970. Surgió como respuesta a los problemas de la fundición a alta presión, que ya no podía satisfacer las demandas de los diseñadores. De hecho, el mundo de la fundición está evolucionando a un ritmo muy rápido con una demanda y unos requisitos de los clientes cada vez mayores. Por lo tanto, la industria de la fundición debe confiar en sus últimas innovaciones para recuperarse. Dado el creciente uso del aluminio, el rheocasting es una de las tecnologías a adquirir.

El rheocasting es una nueva técnica para producir piezas de aluminio. Hoy en día es un material que se utiliza cada vez más por su ligereza, su precio asequible y su perfecta conductividad térmica. Por eso algunas industrias han recurrido a él para mejorar las características técnicas de sus piezas.

Así, es posible encontrar el rheocasting en el sector de las telecomunicaciones, donde la conductividad térmica es muy importante; en el sector de los camiones, donde el objetivo es hacer más ligeros los vehículos; y en el sector de la automoción, donde la impermeabilidad y otras características (ligereza, menores emisiones de CO2, desarrollo del coche eléctrico, etc.) son primordiales.

El rheocasting es un nuevo proceso para trabajar el material en un estado pastoso. Como han podido comprobar, trabajar de esta forma ofrece varias ventajas en diferentes sectores industriales. Pasemos ahora a otra técnica no convencional que también trabaja el material en un estado pastoso: la soldadura por fricción-agitación.

La soldadura por fricción-agitación, también conocida como FSW, es una de las tendencias más avanzadas en la tecnología de la soldadura. Es una soldadura realizada en estado pastoso, el llamado estado sólido del proceso de unión. La soldadura se crea únicamente por deformación mecánica por fricción. Hay que tener en cuenta varios parámetros tecnológicos:

La soldadura por fricción-agitación es una tecnología madura para el ensamblaje de piezas de aluminio pero también de cobre. Este proceso permite mantener las propiedades mecánicas cercanas a las del material base.

Hoy en día, con FSW, podemos soldar aleaciones de aluminio de alta resistencia (series 2000, 6000 y 7000), lo que antes era imposible. La soldadura de materiales disímiles también se ha hecho posible con FSW. Las piezas de aluminio y cobre, aluminio fundidas y aluminio y acero son ahora fácilmente soldables.

En la siguiente tabla se ilustran las reducciones mecánicas según el tipo de soldadura y se muestran las mejoras relacionadas con el uso de la soldadura por fricción-agitación en lo que respecta a la eficiencia de las uniones.

Hablábamos de proteger el medio ambiente y tener en cuenta el impacto de la industria en él: con la soldadura por fricción-agitación no hay preparación de la superficie y, por lo tanto, no es necesario el decapado. Es un proceso «verde» sin gas protector, sin humos y sin ruido.

Como habrán comprendido, el FSW es un proceso revolucionario en el mundo de la soldadura. Trabajar el material en estado pastoso es una gran evolución en la industria.

¡Imagine cuánto podría beneficiar a sus piezas la combinación del rheocasting y el FSW!

En el campo de la fundición, han surgido muchas innovaciones, entre ellas el rheocasting y la soldadura por fricción-agitación: una ha revolucionado el mundo de la soldadura y la otra ha resuelto los problemas de fundición relacionados con el HPDC.

Se llevaron a cabo pruebas para determinar si las piezas producidas mediante rheocasting podían ser soldadas mediante FSW. El resultado: las piezas producidas por rheocasting son fácilmente soldables. Además, son extremadamente conductoras del calor y, una vez soldadas por fricción-agitación, seguirán siéndolo.

La combinación de estas dos tecnologías también significa poder producir piezas con formas complejas. De hecho, con el rheocasting, es posible producir todas las formas posibles e inimaginables. De la misma manera, estas partes altamente complejas pueden ser soldadas usando FSW. La soldadura por fricción-agitación permite ensamblar piezas complejas que no pueden ser producidas de una sola vez.

Un beneficio adicional de combinar el rheocasting y el FSW es la posibilidad de fabricar piezas de gran tamaño. De hecho, el uso del rheocasting limita el tamaño de las piezas. Así, con el FSW, es posible ensamblar varias partes para crear una más grande. A continuación se muestra un ejemplo:

El uso combinado del FSW y el rheocasting está emergiendo gradualmente. Con la conciencia de la urgencia en la que nos encontramos mediambientalmente hablando, será necesario cambiar nuestros métodos de producción consumidores de energía no renovables.

Así, sectores como el del automóvil o las telecomunicaciones tendrán que rediseñar sus productos. Sí, los vehículos eléctricos son mejores para el medio ambiente y sí, el 5G nos permitirá ir más rápido y más lejos, pero ¿bajo qué condiciones? Con estos nuevos productos, la demanda de sistemas eficientes de calefacción y refrigeración se está disparando. Como resultado, tenemos que encontrar nuevas técnicas que sean más respetuosas con el medio ambiente. El combo FSW-rheocastiong responde a este problema.

Tomemos el ejemplo de la 5G: pronto se instalarán miles o incluso millones de antenas en todo el mundo. Estas antenas necesitan ser enfriadas para garantizar la vida de las baterías (mantenimiento de las baterías, interiores y calor residual de los motores eléctricos) para optimizar el espacio de trabajo. Además, el 5G es un campo donde la alta conductividad térmica es esencial ya que las pérdidas son elevadas debido a las altas frecuencias de radio. Como resultado, la demanda de disipadores de calor está explotando en el sector 5G.

El diseño de estos disipadores de calor es excesivamente complejo y por lo tanto difícil de lograr con las técnicas convencionales. El rheocasting parece ser la opción tecnológica más adecuada para producir estas piezas.

Sin embargo, el tamaño de los disipadores de calor para los 5G constituye también un problema. El rheocasting es la solución para una perfecta conductividad térmica; no obstante, esta técnica limita el diseño de las piezas en términos de tamaño. Aquí es donde entra en juego el FSW.

La soldadura por fricción-agitación ayuda a resolver este problema de tamaño ya que permite soldar las diferentes partes del disipador de calor convirtiéndolas en una sola pieza. Además, la tecnología FSW es la técnica óptima para ensamblar los disipadores de calor de las antenas de 5G, ya que las partes soldadas mantienen unas excelentes propiedades mecánicas cercanas a las del material base. Así pues, los disipadores de calor producidos mediante rheocasting y soldados por FSW tienen una alta conductividad térmica, una gran estanqueidad y su producción será altamente repetible al encontrarse automatizada.

A día de hoy, todos los sectores industriales prestan especial atención a la protección del medio ambiente. Cambiar sus métodos de producción, mejorar su cadena de producción, utilizar materiales respetuosos con el medio ambiente e innovar son medidas esenciales que se adoptan para perdurar en la sociedad actual.

Por lo tanto, el rheocasting combinado con el FSW abre un futuro ecológicamente eficiente a varios sectores como el militar, el naval, el espacial, el aeronáutico y especialmente el automovilístico.

De hecho, la Unión Europea ha dado a conocer las cifras: las emisiones de gases de efecto invernadero de los nuevos automóviles de pasajeros tendrán que reducirse al 37,5% para 2030 y al 31% para los vehículos comerciales. Un enorme desafío para la industria automotriz.

La industria automotriz tendrá que centrar sus esfuerzos en la protección del medio ambiente disminuyendo drásticamente el consumo medio de combustible de todos los vehículos. Esto se logrará disminuyendo completamente el peso del vehículo. Los vehículos más ligeros garantizan una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Los materiales utilizados son constantemente cuestionados. El acero dará paso gradualmente al aluminio.

Aquí es donde el rheocasting y la soldadura FSW entrarán en juego, ya que estas dos tecnologías permiten la producción de piezas que son perfectamente conductoras del calor y 100% impermeables.