Soldadura termoplástica potenciada mediante susceptores nanocargados como potencial método de unión para los elementos poliméricos de altos requerimientos en automoción

Resumen

La inminente electrificación de los vehículos, con el fin de reducir las emisiones perjudiciales al medioambiente, ha impulsado a que sectores como la automoción introduzcan materiales compuestos termoplásticos de altas prestaciones (HP-TPC) en sustitución de los metales para la fabricación de de elementos primarios de los automóviles (por ejemplo chasis de automóvil). La introducción de los HP-TPC está siendo un proceso lento y limitado, ya que no cuenta con un método de unión eficiente y asumible por dicho sector. Actualmente, para unir elementos fabricados a partir de HP-TPC, se emplean técnicas como el remachado o el adhesivado derivado de los materiales que les preceden (metales o composites termoestables) dando lugar a procesos con altos costes y/o tiempos que generan numerosas piezas defectuosas. Ante esta problemática, y aprovechando la capacidad de fundir de la matriz termoplástica de los HP-TPC, la técnica de soldadura termoplástica por inducción se está abriendo camino como método de unión o integración. Este método de soldadura se encuentra aún en fase de desarrollo debido a que la complejidad del sistema de los HP-TPC, no alcanza los requerimientos mecánicos necesarios para la unión de elementos. Es por ello que, la presente investigación tiene por objetivo la obtención de un método de unión basado en la soldadura termoplástica por inducción empleando films potenciadores (susceptores) en la zona de unión, capaces de superar las propiedades de los elementos remachados o adhesivados. La capacidad de potenciar la unión es derivada de un aumento en la conductividad eléctrica de los polímeros y esto se logró con la introducción de nanopartículas conductoras de distinta naturaleza (metálica y carbonosa) en la matriz del film. Los resultados principales mostraron que el empleo de susceptores con alto contenido en nanopartículas (>20% en peso) permitió la unión de HP-TPC con propiedades mecánicas superiores a las de los materiales soldados sin dicho susceptor y que, el empleo de susceptores de magnetita lograba superar la resistencia a la tracción de una unión adhesivada o remachada