Reparación de Materiales Plásticos y Compuestos en Vehículos PDF

TEMA 4 Reparación de materiales plásticos y compuestos utilizados en los vehículos: técnicas, métodos, procesos y procedimientos. ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN 2. IDENTIFICACIÓN DE LOS PLÁSTICOS 2.1 Identificación del tipo de plástico 2.2 Identificación de la composición del plástico 3. REPARA...

TEMA 4 Reparación de materiales plásticos y compuestos utilizados en los vehículos: técnicas, métodos, procesos y procedimientos. ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN 2. IDENTIFICACIÓN DE LOS PLÁSTICOS 2.1 Identificación del tipo de plástico 2.2 Identificación de la composición del plástico 3. REPARACIÓN DE PLÁSTICOS TERMOPLASTICOS 3.1 Reparación de grietas o roturas por soldadura con aportación de material Operaciones previas Soldadura de puntos de fijación Soldadura con aportación de material − Con boquilla de soldadura rápida − Pendular 3.2 Reparación de grietas o roturas por soldadura química 3.3 Reparación de grietas o roturas por pegado con adhesivo estructural en frío 3.4 Reparación de deformaciones con aportación de calor/enfriamiento 3.5 Normas de seguridad e higiene 4. REPARACIÓN DE PLÁSTICOS TERMOESTABLES 4.1 Reparación mediante resinas y cargas de refuerzo de fibras de vidrio Resinas y proceso de mezcla Fibra de vidrio Proceso de reparación 4.2 Reparación mediante masillas de poliéster reforzada 4.3 Normas de seguridad e higiene 5. RECOMENDACIONES PARA LOS PROCESOS DE EMBELLECIMIENTO DE SUPERFICIES PLÁSTICAS 6. CONCLUSIÓN 7. RELACIÓN CON OTROS TEMAS 8. BILIOGRAFÍA Y WEBGRAFÍA TEMA 4 Página 1  1. INTRODUCCIÓN A consecuencia del creciente incremento en la utilización de los materiales plásticos en la fabricación de elementos del automóvil, han aumentado los procesos de reparación y pintado de plásticos, y como consecuencia, los conocimientos sobre el tipo y composición de los materiales plásticos son de vital importancia para la toma de decisión sobre los métodos de reparación a utilizar por el carrocero. En función de los mencionados tipos y composiciones, ya sean termoplásticos, termoestables o elastómeros, podemos elegir entre una amplia variedad de métodos y técnicas, ya sean de soldadura, física o química, para los termoplásticos o mediante adhesivos independientemente de su tipo. De una buena identificación y de la elección del método de reparación más adecuado, va a depender la calidad y la eficiencia de las reparaciones realizadas. 2. IDENTIFICACIÓN DE LOS PLÁSTICOS Antes de iniciar el proceso de reparación debemos proceder a la identificación del tipo y composición del plástico, ya que de ello dependerá la toma de decisión para elección del método de reparación más apropiado en función de las características del plástico. Por ejemplo los termoplásticos pueden ser calentados y reblandecidos, podemos moldearlos o soldarlos con material de aportación de su misma naturaleza, de ahí la importancia de su identificación, tanto del tipo como de su composición. Por el contrario en la reparación de plásticos termoestables, éstos no se reblandecen, por lo que optamos por un proceso de reparación mediante el pegado, siendo la identificación de los plásticos de este tipo pero su composición no nos condiciona la reparación. 2.1 Identificación del tipo de plástico Para proceder a la identificación del tipo de plástico, es decir, si es termoplástico, termoestable o elastómero, seguiremos una serie de operaciones sencillas, entre ellas: − Cortar una tira de plástico de una zona no visible de la pieza. Si al cortarla tiende a rizarse y sus bordes se ponen blanquecinos se trata de un termoplástico. Si por el contrario, queda en punta es un termoestable. − También, si durante la apreciación visual del interior del plástico que nos muestra el corte, observamos dureza y fibrosidad, determinaremos que es un termoestable. − Otra forma es aplicándoles calor. Si el material se reblandece y fluye, se tratará entonces de un termoplástico. Si no se reblandece y se destruye o carboniza, nos encontramos con un termoestable. 2.2 Identificación de la composición del plástico − Termoplásticos: Una vez identificado como un termoplástico, es imprescindible conocer la composición del mismo, ya que el método más usual para reparar este tipo de plástico es mediante la soldadura, la cual debe realizarse con plástico de igual composición. Además dicha identificación nos aportará información sobre la temperatura de soldeo. TEMA 4 Página 2  Para la identificación de la composición podemos emplear 2 métodos: lectura del código estampado o pirolisis controlada. − Termoestables: Para los termoestables la identificación de la composición no es significativa, ya que el método de reparación empleado en este tipo de plásticos es mediante el pegado con adhesivos o masillas de poliéster reforzadas. − Elastómeros: Ocurre igual que con los termoestables, debido al método de reparación empleado para su reparación, la identificación de su composición no tiene especial relevancia sobre la toma de decisiones en cuanto a su reparación. 3. REPARCIÓN DE PLÁSTICOS TERMOPLÁSTICOS 3.1. Reparación de grietas por soldadura con aportación de material Para realizar la reparación por este método, utilizaremos una fuente de calor aportado por un soldador, calentando el plástico para llevarlo a un estado de reblandecimiento, haciendo posible su soldadura. Tendremos en cuenta 2 factores determinantes a la hora de realizar la reparación de termoplásticos por soldadura: − Solo es posible soldar plásticos de idéntica composición. − Conocida la composición del plástico, ajustar la temperatura del soldador de forma precisa siguiendo las indicaciones del tipo y composición del termoplástico. Operaciones previas − Retirar toda la pintura existente en el área de reparación con la ayuda de una lijadora, hasta unos 10-15 mm alrededor del daño. − Realizar un pequeño taladro de 3 mm (máximo) en el extremo de la grietea para evitar que ésta siga prolongándose. − Hacer con una fresa una acanaladura en forma de V, toda la longitud de la grieta, para facilitar la penetración de la soldadura. − Limpieza de toda la zona de reparación con disolventes de baja agresividad, que no ataquen al plástico. − Elección de la varilla, siendo de la misma composición que el termoplástico a soldar, sin fijarnos en el color ya que éste es irrelevante. Soldadura de puntos de fijación Para asegurarnos de la realización de una buena soldadura con aportación de material, antes del inicio de ésta podemos realinear los paneles y fundir pequeños puntos de unión mediante una tobera especial que se acopla al soldador, incluso si no disponemos de la tobera podemos hacer pequeñas soldaduras con material de aportación transversales a la grieta por la parte interior de la pieza. TEMA 4 Página 3  Soldadura con aportación de material − Con boquilla de soldadura rápida 1º. Una vez realizada las operaciones previas y la alineación de los paneles con la soldadura de puntos de fijación, comenzamos con la preparación de un extremo de la varilla seleccionada, cortándola en forma de punta de lapicero con la ayuda de una cuchilla, con la intención de facilitar un inicio progresivo de la soldadura. 2º. Ajustar la temperatura del aire del soldador, de acuerdo a las especificaciones del material a soldar. Una vez seleccionada esperar unos minutos a que el soldador adquiera la temperatura. 3º. Mantener el soldador en la posición que al pasar por la grieta, la tobera de soldadura rápida se encuentre paralela a la grieta. 4º. Iniciamos la soldadura desplazando la tobera junto con el soldador por la grieta manteniendo una velocidad uniforme, a la vez que alimentamos el aporte de material con la varilla, ejerciendo una presión de 2,5 kg aprox. hacia la tobera. 5º. A medida que la varilla va fundiéndose en la acanaladura, aparecerán dos cordones uniformes en los bordes. La soldadura terminada debe presentar el aspecto de una línea continua y uniforme, con los bordes citados. 6º. Completada la soldadura, retirar el soldador, y cuando la varilla se haya enfriado, cortarla en su extremo, lo más cercano posible a la soldadura. 7º. Posteriormente, reducir la temperatura del soldador al mínimo, esperar unos minutos y apagarlo − Pendular Cuando las grietas se encuentren en esquinas o zonas de difícil acceso para realizar la soldadura con la tobera de soldadura rápida, utilizaremos la técnica de soldadura pendular, el proceso es el mismo que con la tobera, a excepción de que la aportación de material no se realiza a través de la tobera, sino que la varilla se empuja dentro de la acanaladura, formando un ángulo de 90º con respecto a ésta. Mientras realizamos el empuje, debemos aplicar aire caliente con el soldador sobre el apoyo de la varilla y la acanaladura, realizando un movimiento pendular con el soldador. Esto asegura que el punto de fusión entre la varilla y la acanaladura se encuentre en el mismo estado de fusión y a la misma temperatura. 3.2 Reparación de grietas o roturas por soldadura química Por este método es posible la unión de pequeñas piezas de algunos termoplásticos sensibles a la acetona (excepto PP y PE), como: patillas de faros, pilotos… La acetona consigue provocar un estado pastoso en la zona aplicada, pudiendo así adherirse. También podemos generar un adhesivo mediante este método, mezclando raspaduras del termoplástico con acetona, formando una argamasa a modo de adhesivo. La descripción del proceso de reparación utilizando este método es el siguiente: TEMA 4 Página 4 1º. Identificación del tipo de plástico, ya que solo puede utilizarse en termoplásticos. 2º. Fabricar raspaduras, obtenidas de una parte no visible de la pieza o de otra pieza de igual composición. 3º. Realizar la argamasa mezclando las raspaduras con la acetona en un recipiente metálico. 4º. Aplicar acetona en ambas caras de las piezas a unir, y esperar un tiempo moderado hasta que el plástico se encuentre en estado pastoso. 5º. Unir ambas piezas y presionar para reforzar la unión. 6º. Reforzar la unión con la aplicación de la argamasa por todo el área de unión. 7º. Esperar a la evaporación de la acetona para terminar el curado. 3.3 Reparación de grietas o roturas por pegado estructural en frío Este método de reparación es válido para cualquier termoplásticos, no siendo necesaria la identificación de su composición. Utilizaremos un kit de reparación compuesto por una pistola de aplicación y un adhesivo bicomponente a base de poliuretanos. Es de fácil aplicación, y el proceso es el siguiente: 1º. Limpieza y desengrasado del plástico con disolvente de baja abrasión. 2º. Hacer pequeños agujeros en los extremos de la grieta o agujero, con el fin de que el adhesivo penetre a la cara interna de la pieza a reparar. 3º. Realizar un chaflán en los bordes internos de la grieta o agujero, y lijar toda la zona a reparar con una lija P-120, hasta eliminar las capas de pintura. 4º. Volver a limpiar y desengrasar el área de reparación. 5º. Aplicar sobre la zona de reparación un promotor de adherencia, suelen suministrarse en aerosoles, y dejar secar. 6º. En caso de agujero o falta de material colocar una malla reticulada de tejido de fibra de vidrio. 7º. Aplicar el adhesivo por toda la grieta o agujero y el área lijada, procurando que penetre bien en los agujeros practicados en los extremos, rellenando toda la malla en caso de falta de material. 8º. Esperar al curado, y lijar hasta nivelar la superficie para posteriormente aplicar masillas de acabado. 3.4 Reparación de deformaciones con aportación de calor/frío En algunas ocasiones los golpes que reciben los termoplásticos no son causa de rotura, pero si producen deformaciones permanentes en la pieza, siendo posible recuperar su forma original gracias a la cualidad que poseen los termoplásticos, ya que pueden ser moldeados, tras aplicarles calor, tantas veces como sea necesario. El proceso es el siguiente: 1º. Identificar el plástico para ajustar la temperatura del soldador (entre 300 y 400º) 2º. Aplicar calor de manera uniforme por la parte interna y externa de la deformación, sin llegar a la temperatura de soldeo. TEMA 4 Página 5 3º. Una vez calentada la zona, fijar tablas, con forma similar a la original de la pieza y libre de porosidades, con la ayuda de mordazas y gatos para mantener la forma deseada hasta su enfriamiento, ya sea a temperatura ambiente o forzado con un trapo húmedo. 4º. Una vez enfriado, retirar las mordazas y las tablas, para verificar si se ha conseguido la forma deseada. 3.5 Normas de seguridad e higiene Durante estos procesos de reparación es recomendable el uso de guantes durante la manipulación de las piezas, para evitar posibles quemaduras, las gafas para evitar posibles proyecciones durante los procesos de mecanizado de las piezas plásticas, así como el uso de mascarillas antipolvo para las operaciones de lijado y la mascarilla de carbón activo para no inhalar las emanaciones de vapores durante el calentamiento de los plásticos. 4. REPARACIÓN DE PLÁSTICOS TERMOESTABLES En la reparación de plásticos termoestables, en la mayoría de ocasiones utilizaremos la misma técnica indistintamente de su composición, en este caso técnicas de pegado mediante adhesivos y cargas de refuerzo, imitando así la técnica utilizada en fabricación pero sin la utilización de moldes. Como cargas de refuerzo, utilizaremos predominantemente la fibra de vidrio y como adhesivo las resinas de poliéster, forzando su curado o polimerización añadiendo peróxido a la resina. En algunos casos los desperfectos son solo en forma de aspecto y no estructurales, pudiendo utilizar masillas de poliéster reforzadas para una reparación más rápida. 4.1 Reparación mediante resinas y cargas de refuerzo de fibra de vidrio Resinas y proceso de mezcla Son sustancias de consistencia líquida o pastosa, cuyas propiedades de adhesión permiten la unión de los posibles daños que presente el plástico termoestable, proporcionándole a través de la polimerización, la dureza necesaria. Para su endurecimiento, las resinas deben ser mezcladas con el catalizador y el activador (si no lo incorpora la resina) según la dosificación que indique el fabricante. Los componentes de la mezcla son: − Las resinas de poliéster: Son las más utilizadas en automoción, ya que ofrecen un menor tiempo de endurecimiento y un precio inferior. − El activador: Es un acelerante de la polimerización, para que ésta pueda producirse a temperatura ambiente. Los fabricantes suelen incorporarlo en la resina, de modo que solo será necesario añadir el catalizador, aunque en detrimento de esta incorporación se reducen los tiempos de almacenaje, siendo inferior a 2 meses. − El catalizador: Peróxido que provoca la polimerización de la mezcla. TEMA 4 Página 6  La mezcla debe ser lo más exacta posible y siguiendo la dosificación indicada por el fabricante, así como el orden, ya que si cambiamos el orden o lo añadimos en conjunto, podemos provocar una reacción química explosiva o inflamación de la mezcla. Para la preparación de la misma, se puede seguir un proceso de carácter general: 1º Colocar un bote metálico, vacío y limpio, sobre la balanza de precisión y tararla. 2º Echar en el bote la cantidad de resina necesaria para realizar la reparación. 3º Añadir un 0,2% de activador y mezclar, en caso de que la resina no lo incorpore. 4º Añadir el catalizar en una proporción del 2% sobre el peso inicial de la resina. 5º Homogeneizar bien la mezcla. 6º El tiempo de vida de la mezcla es aproximadamente 10 minutos antes de iniciar la polimerización, siendo este el tiempo que tendremos para aplicarla en los procesos de reparación. 7º El tiempo de curado o polimerización es de 45 minutos aproximadamente, pero podemos acelerar este proceso empleando cabinas de secado o lámparas infrarrojas de onda corta. Fibra de vidrio La fibra de vidrio se utiliza para aumentar la resistencia mecánica de los trabajos de reparación. Las formas de presentación de la fibra de vidrio que podemos encontrar son: − Bobina de hilo (Roving) − Rollos de tela (Mat) − Esterillas Proceso de reparación Siempre que se proceda a la reparación de una rotura o grieta que pueda carecer de importancia a simple vista, debemos garantizar la resistencia de la pieza tras la reparación, sino es así optaremos por la sustitución de la pieza. Antes de iniciar el proceso de reparación de un termoestable, debemos seleccionar uno de los cuatro métodos que existe en función del daño producido, ya sea: reparación de una fisura, reparación de una grieta pasante, de un agujero o perforación o de la una sustitución parcial de un elemento. A pesar de los distintos métodos podemos describir un proceso generalizado de la reparación de plásticos termoestables: 1º En primer lugar, lijar la superficie dañada para la eliminación de las capas de pintura, achaflanando la parte dañada, ya sea grieta o rotura. 2º Limpieza y desengrasado de la zona a reparar para proporcionar una correcta adherencia. 3º Cortar manta de fibra de vidrio en la longitud y anchura que requiera la reparación, tantas capas como creamos necesario en función de la profundidad de la grieta o rotura. 4º Elaborar la cantidad de resina que consideremos necesaria para la reparación. TEMA 4 Página 7 5º Impregnar con la resina elaborada la zona achaflanada, y colocar una capa de fibra de vidrio, repetir este proceso aleatorio tantas veces como sea necesario hasta nivelar la superficie dañada. Evitando que se formen burbujas de aire y asegurando que la manta está totalmente impregnada. 6º Para el caso de la reparación de un agujero o grieta muy ancha, coloca en la parte interna un soporte de plástico polietileno (para que no se adhiera), y así evitar el desprendimiento de la mezcla hacia el interior y que esta la sujete evitando el abombamiento. 7º Dejar endurecer y lijar el área reparada con disco abrasivo P-80 y lijadora excéntrico- rotativa, con sistema de aspiración de polvo. 8º En el caso de aparecer burbujas de aire durante el lijado, eliminarlas con una cuchila. 9º Tras nivelar la superficie, aplicar masillas de poliéster reforzada con fibra de vidrio para las pequeñas imperfecciones que pudieran haber quedado. 10º Lijar la masilla en seco con grano P-80 y lijadora excéntrico-rotativa con aspiración de polvo. 11º Aplicar los procesos de embellecimiento de superficies. 4.2 Reparación mediante masillas de poliéster reforzada En los casos en los que la reparación es simplemente un problema de aspecto, no se hace necesaria la reparación con resina y fibra de vidrio. Para estos casos es suficiente con la utilización de masillas reforzadas con fibra de vidrio, consiguiendo un importante ahorro de tiempo. Para su uso será necesario mezclarla con peróxido de benzoilo o catalizador, en una proporción aproximada del 3%. 4.3 Normas de seguridad e higiene El operario deberá utilizar guantes, gafas protectoras, mascarilla antipolvo, mascarilla de carbón activo y ropa adecuada de trabajo durante los procesos de reparación. En lo que respecta al área de trabajo, debe estar bien ventilada y a ser posible disponer de una instalación de extracción de vapores, al igual que las lijadoras deben estar provistas de sistemas de extracción de polvo. En cuanto a la herramienta, se debe limpiar los pinceles, brochas y recipientes con acetona tras su uso, ya que el no hacerlo inmediatamente después, ocasiona que tras el paso del tiempo queden inservibles. Los materiales de desecho o residuos generados durante los procesos de reparación deberán eliminarse respetando las normas legales que regulan la recogida de residuos en los talleres de automóviles. 5. RECOMENDACIONES PARA LOS PROCESOS DE EMBELLECIMIENTO DE SUPERFICIES PLÁSTICAS Una vez terminados los procesos de reparación, debemos tener una serie de consideraciones durante los procesos de embellecimiento de superficies. Entre ellos podemos destacar los siguientes: TEMA 4 Página 8 − Utilizaremos promotores de adherencia, ya sea en aerosol o a pistola, en las zonas donde se trabaje con el plástico desnudo. − Añadiremos un corrector de elasticidad o elastificante a las mezclas de las pinturas e imprimaciones a utilizar durante los procesos de embellecimiento de superficies, para que éstos adquieran la flexibilidad necesaria ante los esfuerzos que se puedan generar. − Tendremos en cuenta que durante los procesos de preparación y embellecimiento de superficies plásticas, las piezas manipuladas se cargan con electricidad estática por rozamiento, pudiendo ocasionar posibles defectos en la pintura durante su aplicación. Para evitarlo debemos utilizar disolventes de limpieza antiestáticos o soplar la pieza con aire desionizado, para que no atraiga suciedades durante la aplicación. 6. CONCLUSIÓN Los procesos de reparación de elementos de plásticos del automóvil dependerán siempre del tipo y composición del plástico a tratar, así como de la magnitud y forma del daño o deformación que queremos restablecer a su forma y características de origen. De la toma de decisión en cuanto a los métodos o técnicas y utilizadas dependerá el éxito y la eficiencia durante los procesos de reparación. No debemos olvidar la importancia de la aplicación de las normas de seguridad e higiene marcadas para adoptar durante los procesos de reparación, debido a que el trabajo con elementos sintéticos es considerado muy perjudicial para la salud del operario. 7. RELACIÓN CON OTROS TEMAS Tema 3 8. BIBLIOGRAFÍA Y WEBGRAFÍA − Valvuena, Oscar: “Temario para la preparación de oposicones de Mantenimiento de Vehículos”. Ed. MAD − Equipo docente del centro: “Temario para la preparación de oposiciones de Mantenimiento de Vehículos”. Ed CEDE − Colección Ciclos Formativos: Libro de “Elementos metálicos y sintéticos”. Ed Cesvimap. − www.todomecánica.com − www.elmotor.net − www.manuealesdemecanica.com TEMA 4 Página 9