Un nuevo enfoque para la fabricación de remolques

Un semirremolque y sus 53 pies. El remolque es algo común en las carreteras de América del Norte. Muchos conductores que comparten las carreteras con estos vehículos se sorprenderían al saber que se fabrican más remolques con adhesivos que con sujetadores mecánicos y soldadura. THEPALMER/E+/Getty Images

Nota del editor: lo siguiente se basa libremente en un seminario web de Parker Lord titulado “Adhesivos estructurales para la fabricación de remolques”, organizado por John Higgins, gerente regional central, y Stephen Webb, ingeniero senior de aplicaciones. Steve Itoney, gerente de mercado global de adhesivos para ensamblaje de productos, soluciones de ensamblaje para automóviles y mercado de repuestos para automóviles de Parker Lord, también contribuyó a este artículo en una entrevista de seguimiento.

Una persona promedio no necesita ser economista para darse cuenta de la importancia de los fabricantes de remolques en América del Norte. Semirremolques que tiran de estos 53 pies. Los remolques en las carreteras e interestatales de todo el continente ayudan a mantener la economía en marcha. Si los camiones y remolques desaparecieran de las carreteras, la vida tal como la mayoría la conoce se detendría casi de inmediato.

Como parte vital de la economía, las empresas fabricantes de remolques invierten en investigación y desarrollo para garantizar que sus productos ayuden a las empresas de transporte por carretera y a los propietarios/operadores en la carretera. Esto nunca ha sido más evidente que en los últimos 20 años, cuando estos fabricantes de remolques han pasado de las soldaduras y sujetadores tradicionales al uso de adhesivos estructurales para fabricar remolques.

“La industria utiliza selladores desde hace mucho tiempo. Por supuesto, la atención se centró en sellar alrededor de los remaches y otros componentes”, dijo John Higgins, director regional central de Parker Lord. "Pero con el interés en aligerar el peso, las empresas comenzaron a considerar la posibilidad de reemplazar los remaches en los remolques".

Ese tipo de investigación y desarrollo en la década de 2000 parece profético ahora, dado el costo del diésel, pero aquellos involucrados en la industria del transporte sabían lo que les esperaba. A nadie le interesa gastar más en combustible, y el deseo de la sociedad de alejarse de los combustibles fósiles se fortalece con cada generación.

Pero eso resultó ser sólo una motivación cuando los fabricantes de remolques reconocieron los beneficios del uso de adhesivos estructurales. Otros se hicieron evidentes cuando examinaron más de cerca la alternativa a la soldadura y las fijaciones mecánicas.

Lo que rápidamente se hizo obvio es que las operaciones de ensamblaje basadas en adhesivos cuestan menos que las alternativas tradicionales. Por ejemplo, los soldadores son trabajadores calificados, si una empresa puede encontrarlos, pero esa habilidad conlleva un salario por hora más alto que el de un trabajador de ensamblaje típico.

"Quizás no pueda enseñar fácilmente a una persona a soldar una pila de monedas de diez centavos como un soldador, pero puedo enseñarle a esa misma persona a colocar una gota de adhesivo en un día", dijo Steve Itoney, gerente de mercado global de Parker Lord.

Al alejarse de la soldadura también se elimina la necesidad de realizar un acabado posterior a la soldadura del tablero. Cualquier cosa que minimice la cantidad de trabajo manual que tiene que hacer un empleado es una idea ganadora tanto para los gerentes de producción como para los coordinadores de seguridad.

“Trabajamos con un pequeño fabricante de camiones de bomberos. Después de soldar las puertas, les llevó más de seis horas reducir las cicatrices de soldadura y obtener una superficie limpia y agradable”, dijo Higgins. “Después de que comenzaron a unir sus puertas, se mostraron un poco escépticos sobre la resistencia de las puertas, pero después de someterlas a pruebas de impacto y resistencia, descubrieron que el adhesivo resistiría tan bien como la soldadura. Y no tuvieron ningún acabado adicional. Podrían llevar las puertas adheridas directamente al proceso de pintura”.

Estas secciones de remolque son algunas de las áreas donde se utiliza la unión adhesiva en lugar de sujetadores mecánicos y soldadura.

Los remaches y los sujetadores también cuestan más por pie de uso en comparación con los adhesivos estructurales. En general, cuando se utilizan este tipo de sujetadores mecánicos, se necesita más gente en el proceso de ensamblaje en comparación con un sistema de aplicación manual similar que implica la aplicación de agentes adhesivos.

Otra cosa que cabe destacar sobre el uso de adhesivos y cómo pueden ahorrar dinero es que los adhesivos sellan y unen: se puede utilizar el mismo material para ambas funciones. Si se utilizan remaches, primero se debe colocar el adhesivo y luego instalar el remache. Eso es tiempo de trabajo extra para realizar ambas funciones.

El uso de adhesivos estructurales también puede cambiar drásticamente los tiempos de montaje. Higgins ofreció tres ejemplos:

Según Higgins, el uso de adhesivos estructurales también abre la puerta a una mayor flexibilidad de diseño en la fabricación de remolques. En lugar de depender de la construcción tradicional de chapa y postes para los remolques, los ingenieros de diseño pueden incorporar materiales más ligeros, como paredes compuestas, que se mantienen en su lugar con adhesivos. Los techos translúcidos, hechos de plástico reforzado con fibra de vidrio, se pueden unir fácilmente a las extrusiones superiores y a los canales en J con adhesivos. Higgins añadió que la capacidad de unir diferentes tipos de materiales entre sí con adhesivos abre la puerta aún más cuando se trata de opciones de diseño.

Otro beneficio a tener en cuenta a la hora de sustituir remaches por adhesivos en la fabricación de remolques está relacionado con la estética. Los gráficos en el costado de los camiones se verán mejor.

“Cuando se reducen esos remaches, resulta mucho más fácil y rápido colocar los gráficos en el costado del remolque. Cuando hay remaches, las personas que aplican los gráficos en el remolque en realidad tienen que cortar alrededor de los remaches durante el proceso de aplicación”, dijo Higgins.

Una cosa es hablar de migrar a adhesivos en la fabricación de remolques. Otra es ver realmente cómo funciona. A continuación se muestran algunos ejemplos para proporcionar esa perspectiva del mundo real.

Techos. En el montaje tradicional del techo, se colocan sobre el techo materiales de fibra de vidrio translúcidos o una lámina de aluminio. Se aplica un sellador de un componente o un material de uretano a los postes del techo y luego alrededor del perímetro, después de tensar el material, se perforan o perforan agujeros a través del material para rellenar con remaches. Luego se utilizan selladores de un componente para evitar que se formen enlaces alrededor de los remaches.

Según Stephen Webb, ingeniero senior de aplicaciones de Parker Lord, el uso de adhesivos divergería después de que se haya utilizado el sellador de un componente en los postes del techo, con el material de fibra de vidrio translúcido o la lámina de aluminio. El material del techo se tensa con un mínimo de sujetadores y se coloca en los canales en J. Pero antes de que eso suceda, se aplica un adhesivo de dos componentes en todo el perímetro. Luego se aplica un segundo cordón en la parte superior de la lámina del techo y el canal en J se fuerza hacia abajo. Se colocan varias abrazaderas alrededor del exterior del perímetro para comprimir el cordón adhesivo.

“En este punto, la unión adhesiva está completa. No es necesario agregar un sellador”, dijo Webb. “Los pasos y el tiempo normalmente asociados con perforar los agujeros y realizar la operación de remachado prácticamente se eliminan.

Una descripción general de dónde se utilizan los adhesivos estructurales en una aplicación de techo en una superficie de 53 pies. Se muestra el tráiler.

“Ésta es una de esas áreas en las que el uso de adhesivos en el pegado del tejado supone no sólo un ahorro de tiempo para el fabricante, sino también de costes. Y eso sin mencionar los ahorros en relación con las lesiones de los trabajadores relacionadas con movimientos repetitivos y ruidos de altos decibeles”.

Narices de remolque. La parte delantera del remolque es una parte del remolque que está expuesta a los elementos de frente mientras el camión avanza por la carretera. Incluso con el nivel de fuerzas aplicadas en esta zona del remolque, aquí también se pueden utilizar adhesivos estructurales.

¿Dónde se pueden utilizar adhesivos de dos componentes para reemplazar sujetadores mecánicos, selladores o combinaciones de ambos? Estos son el cuarto redondo de la nariz delantera, que generalmente está hecho de aluminio o acero inoxidable pulido; la lámina de acero inoxidable que encierra el extremo frontal de la tapa o las propias placas compuestas, que probablemente estén unidas traslapadas; las extrusiones superior e inferior; y las tapas de las esquinas, ya sean de plástico o de fundición. En todas estas áreas, se realizan pruebas exhaustivas con los fabricantes de remolques para garantizar que los adhesivos sean adecuados para el trabajo.

Paredes laterales. Cuando se trata del uso de adhesivos estructurales para paredes laterales, el foco de esta discusión estará en las paredes laterales compuestas, que se ensamblan en forma de traslapado. Este no es el típico aluminio o acero pintado que se aplica a una construcción de poste Z. Estos flancos compuestos, que se comercializan con diversos nombres comerciales, son básicamente dos láminas de acero prepintado con un núcleo compuesto, normalmente de polietileno o polipropileno.

Cuando las dos láminas de paredes laterales compuestas se superponen durante el montaje se denomina traslapo. Por lo general, se ensamblan en un área de ensamblaje fuera de línea antes de completarse y regresarse a la línea de ensamblaje principal. Esto permite que el adhesivo se aplique de manera eficiente, dándole un corto período de tiempo para curarse para que sea lo suficientemente fuerte para el proceso de ensamblaje final.

Se pueden unir las extrusiones superiores e inferiores de las paredes laterales o se puede utilizar una cantidad mínima de remaches junto con adhesivos. Si el fabricante del remolque aún no está preparado para seguir este camino, entonces se pueden utilizar los remaches tradicionales con los adhesivos.

"Algunas de estas empresas de fabricación de remolques tienen una parte de su base de clientes que, aunque los remolques se mejoran mediante la unión y disfrutan de todos los demás beneficios asociados, todavía quieren ver los remaches", dijo Higgins. “Les gustan. Algunos de ellos los llaman 'pedrería'”.

Pisos refrigerados. El piso del remolque es otra área donde se pueden usar adhesivos. En el caso de los suelos frigoríficos, la unión puede sustituir a la soldadura.

En estas aplicaciones de pisos refrigerados, el fabricante del remolque necesita un sello continuo entre las extrusiones de aluminio que se unen para crear el piso del remolque. El sello evita que la suciedad del camino entre al remolque y que la humedad dentro del remolque se escape a la carretera, lo que podría ocurrir en un remolque refrigerado.

Estos pisos refrigerados generalmente están hechos de extrusiones de aluminio que se entrelazan y luego se sueldan en una máquina soldadora de gran tamaño. El proceso para fabricar estos pisos es largo y a menudo surgen problemas de calidad en estos grandes grupos de soldadores, ya que las máquinas se saltan ciertas áreas durante el proceso de unión, lo que lleva a retrabajos, dijo Webb.

La parte delantera de un remolque sufre muchos abusos durante su vida útil, pero los adhesivos estructurales siguen siendo una alternativa viable a los métodos de unión tradicionales en la fabricación de estos segmentos clave de remolque.

Este tipo de pisos refrigerados se pueden fabricar con adhesivos de dos componentes que pueden resistir tanto los elementos exteriores como la carga interior. Los adhesivos unen las extrusiones de aluminio y proporcionan una función de sellado en una sola aplicación.

Cabe señalar que el uso de adhesivos estructurales no se limita solo a 53 pies. remolques. Se utilizan en la fabricación de camiones de carga y furgones e incluso en remolques para animales de quinta rueda. Los éxitos logrados en un área de la industria del transporte a menudo se pueden aplicar a otras áreas, lo que ayuda a ampliar el uso de adhesivos en este tipo de aplicaciones.

También continúa la I+D en adhesivos. A medida que más personas buscan adoptar el adhesivo como reemplazo de los sujetadores mecánicos o la soldadura, sus expectativas impulsan un mejor rendimiento del adhesivo.

"Una de las principales razones por las que la gente especifica adhesivos estructurales para remolques es la resistencia a la fatiga", dijo Higgins. “Los remolques vibran mucho a medida que avanzan por la carretera. Por eso, se han realizado muchas investigaciones para desarrollar adhesivos no sólo fuertes, sino también flexibles. Ahí es donde realmente destacan estos materiales de nueva generación”.

Es probable que este impulso por la innovación aumente a medida que la industria del transporte adopte la tendencia de la electrificación. Higgins dijo que nuevos ingenieros están acudiendo en masa a estas nuevas empresas tecnológicas, particularmente aquellas que se centran en camionetas de reparto de última milla, como los vehículos de Amazon, por ejemplo, y los ingenieros están ingresando al campo con una mentalidad nueva en lo que respecta a la fabricación. No están casados ​​con la forma en que se hicieron las cosas durante los últimos 50 años.

Para aquellos fabricantes de metales que lean esto y se pregunten sobre el inevitable retrabajo, Higgins dijo que se han desarrollado guías de reparación para todas estas aplicaciones de remolques. Las guías guían al fabricante a través de los pasos, tal vez implicando calentar la pieza y luego cortar la costura adhesiva con una herramienta de cuchilla vibratoria.