Una conversación con LPMSD
Para los fabricantes de mazos de cables, el sellado y la protección de las conexiones eléctricas siguen siendo un desafío constante. Los métodos de encapsulado tradicionales se han utilizado durante mucho tiempo para proteger conectores, placas de circuitos y componentes electrónicos sensibles, pero a menudo conllevan inconvenientes en cuanto al tiempo de producción, el consumo de materiales y la eficiencia de fabricación.
El moldeo a baja presión (LPM) ofrece una alternativa. LPMS, proveedor global de equipos y materiales para moldeo a baja presión, ayuda a los fabricantes de arneses a proteger los componentes electrónicos y los conjuntos de cables mediante procesos de encapsulación termoplástica que operan a presiones de inyección relativamente bajas.
Los sistemas LPMS se utilizan en una amplia gama de industrias, incluyendo la automotriz, la agrícola, la médica y la electrónica industrial. Mediante materiales termofusibles especializados de poliamida y poliéster, el proceso permite sellar componentes delicados a la vez que crea, en un solo paso, mecanismos de alivio de tensión y protección ambiental.
Recientemente, Wiring Harness News habló con Brian Betti, presidente de LPMS, sobre las diferencias entre el encapsulado tradicional y el moldeo a baja presión, los desafíos a los que se enfrentan los fabricantes de arneses al sellar las conexiones y cómo esta tecnología puede afectar la eficiencia de la producción, la durabilidad y la fiabilidad a largo plazo.
WHN:¿Cuáles son los desafíos más comunes a los que se enfrentan los fabricantes de mazos de cables a la hora de sellar y proteger las conexiones?
Brian:Existen tres desafíos principales. El primero es la adhesión a las cubiertas de los cables. Para crear un sellado hermético, la resina de moldeo debe adherirse a la cubierta del cable, y algunos materiales, como el teflón, son extremadamente difíciles de adherir.
El segundo desafío es la protección del medio ambiente. En muchos casos, los fabricantes no se limitan a proteger una conexión del agua. Los componentes pueden utilizarse en entornos automotrices, médicos u otros entornos exigentes, por lo que debemos comprender con qué materiales puede entrar en contacto la resina de moldeo y el rango de temperatura que debe soportar la pieza.
El tercer desafío reside en las tolerancias del cable. Al diseñar un molde, es fundamental comprender las tolerancias dimensionales del cable. En algunos casos, estas tolerancias varían significativamente, por lo que pueden ser necesarios insertos de molde reemplazables para compensar dicha variación.
WHN:¿En qué aplicaciones sigue predominando el cultivo tradicional y por qué?
El encapsulado tradicional todavía se usa comúnmente para proteger placas de circuitos impresos de gran tamaño que generan mucho calor. Las resinas de encapsulado suelen tener una mejor conductividad térmica, lo que les permite disipar el calor de los componentes de manera eficaz. En cambio, las resinas utilizadas en el moldeo a baja presión no tienen una alta conductividad térmica, y el tamaño de la pieza que se puede moldear también es limitado.
WHN:¿Cuáles son las principales limitaciones del encapsulado convencional en los conjuntos de cables?
La mayoría de los clientes que nos contactan ya comprenden las limitaciones del encapsulado y buscan maneras de mejorar la eficiencia y la calidad. El moldeo a baja presión puede mejorar la repetibilidad a la vez que reduce los costos, el tiempo de fabricación y el espacio en planta.
WHN:¿Dónde observa con mayor frecuencia costes innecesarios o ineficiencia en los métodos de sellado actuales?
Un buen ejemplo es el encapsulado de una placa de circuito impreso dentro de una carcasa. El material de encapsulado debe llenar el espacio hasta la altura del componente más alto. El moldeo a baja presión permite eliminar por completo la carcasa y crear un perfil alrededor de los componentes, minimizando la cantidad de material utilizado y reduciendo el costo total de la pieza.
WHN:En términos generales, ¿en qué se diferencia el moldeo a baja presión del alfarería tradicional?
El moldeo a baja presión crea un sellado hermético alrededor de los circuitos electrónicos para cumplir con los requisitos del cliente. Este proceso es más rápido y repetible que el encapsulado. Al utilizar un termoplástico, se elimina el tiempo de procesamiento asociado al curado a temperatura ambiente.
WHN:¿Qué impacto tiene la presión de inyección en los conectores o componentes electrónicos delicados?
Las resinas de moldeo que utilizamos en nuestros equipos están diseñadas para fluir con una viscosidad muy baja, lo que significa que se requiere muy poca presión para moverlas a través del molde. Llevamos décadas sobremoldeando componentes SMT sin ningún problema.
WHN:¿Cómo se compara el tiempo de ciclo entre los dos procesos?
Con el moldeo a baja presión, las piezas se pueden moldear en segundos. Una vez abierto el molde, la pieza está terminada y lista para pasar a la siguiente etapa de producción. En los procesos de encapsulado o recubrimiento, el material debe curarse, lo que puede llevar horas o incluso días.
WHN:¿En qué se diferencian los requisitos laborales?
En los procesos de recubrimiento, puede ser necesario que varias personas gestionen la línea, incluyendo el enmascaramiento, el recubrimiento, el curado, el desenmascaramiento y la repetición del proceso. En el moldeo a baja presión, normalmente solo se requiere un operario, y en algunos casos los sistemas de automatización pueden cargar y descargar las piezas.
WHN:¿Cómo afecta el tiempo de curado al flujo de producción?
Los materiales utilizados en el moldeo a baja presión son termoplásticos monocomponentes que no requieren curado. La resina se calienta hasta que pasa de estado sólido a líquido, se inyecta en el molde y luego se enfría hasta solidificarse. Al extraer la pieza, esta ya está sólida y fría al tacto. Todo el proceso suele durar solo unos segundos, dependiendo de la geometría de la pieza.
WHN:¿Existen diferencias significativas en los residuos materiales?
Sí. Los procesos de encapsulado requieren purgar la boquilla dispensadora, lo que genera desperdicio de material. Los materiales de moldeo a baja presión se pueden utilizar prácticamente sin desperdicio.
WHN:¿Cómo mejora el moldeo a baja presión el alivio de tensiones en comparación con los ensamblajes encapsulados?
Con la tecnología LPMS, el alivio de tensión se puede moldear al mismo tiempo que se encapsulan los componentes electrónicos o las conexiones eléctricas. Esto significa que todo el proceso se puede completar en un solo paso, mientras que el encapsulado normalmente requiere una operación adicional de alivio de tensión.
WHN:¿Qué diferencias se observan en entornos con altas vibraciones?
El moldeo a baja presión se ha utilizado en los mercados de mazos de cables y electrónica durante más de 40 años. Los sectores de automoción y maquinaria agrícola son mercados clave, ya que ambos implican entornos de alta vibración.
WHN:¿Cómo se comparan ambos enfoques en cuanto a resistencia a la humedad o aplicaciones con clasificación IP?
El moldeo a baja presión se utiliza habitualmente para crear juntas con clasificación IP. Dependiendo del sustrato y la geometría de la pieza, se han alcanzado clasificaciones de hasta IP69K. También existen aplicaciones en las que los componentes sellados permanecen sumergidos en agua dulce o salada durante periodos prolongados.
WHN:¿Qué has observado en términos de durabilidad a largo plazo o fiabilidad en el campo?
Esta tecnología se ha utilizado para sellar componentes automotrices de alta fiabilidad durante más de cuatro décadas. Algunos materiales también incluyen estabilizadores UV que les permiten resistir la luz solar directa hasta por 20 años.
WHN:¿Cómo se compara la adhesión entre las poliamidas moldeadas y los compuestos de encapsulado típicos?
Los materiales de moldeo a baja presión crean una unión mecánica a medida que el adhesivo caliente fluye sobre los sustratos. Los materiales de encapsulado son termoestables que crean una unión química durante el curado. Ambos métodos permiten obtener sellos eficaces cuando se aplican a los sustratos adecuados.
WHN:¿Cómo afecta el moldeo a baja presión al rendimiento?
El ciclo de moldeo rápido y las plataformas de equipos LPMS permiten a los fabricantes utilizar la tecnología para aplicaciones de muy alto volumen.
WHN:¿Qué impacto tiene en los índices de desperdicio y la consistencia?
El proceso de moldeo es altamente repetible, lo que reduce los defectos de calidad en comparación con otras tecnologías de encapsulado. Un cliente ha moldeado más de dos millones de piezas con un rendimiento del 99,5 por ciento.
WHN:¿Qué papel juega la automatización en los sistemas de moldeo a baja presión?
Nuestros equipos funcionan muy bien con la automatización. Las plataformas de moldeo rotativas y de lanzadera facilitan el acceso a los sistemas robóticos para la carga y descarga de piezas.
WHN:¿Qué plazos de retorno de la inversión suelen observar los fabricantes al pasar del encapsulado tradicional al encapsulado convencional?
El plazo exacto depende de muchos factores, pero muchos fabricantes obtienen un retorno de la inversión en menos de 24 meses.
WHN:¿Cuándo sigue siendo la maceta la mejor opción?
Para nuevas aplicaciones, revisamos los requisitos del cliente y la geometría CAD. Si el diseño no permite fácilmente el moldeo en dos pasos o menos, trabajamos con los clientes para sugerir ajustes de diseño, como mover componentes, modificar el recorrido de los cables o reducir el grosor, para que la pieza sea más adecuada para el moldeo a baja presión.
