Existen varios tipos de unión de los paneles composite de aluminio: encolado, soldadura, unión mecánica, remachado, atornillado, unión de perfiles. Veamos más detenidamente cada uno de ellos.
Pegado
Las superficies de aluminio compuesto se pueden unir con cualquier adhesivo metálico o con adhesivos universales adecuados. Cuando se unen materiales compuestos a otros materiales, es necesario utilizar adhesivos altamente elásticos (por ejemplo, adhesivos monocomponentes a base de poliuretano). Al unir grandes superficies de materiales de diferentes grupos químicos, se recomienda realizar pruebas preliminares para aclarar la respuesta de las superficies, ya que las diferencias en los coeficientes de tracción lineal pueden provocar deformaciones no deseadas.
En caso de que se utilice polietileno como relleno del material compuesto, el encolado a tope de los paneles es prácticamente inviable debido a la baja energía superficial de este polímero. Es posible utilizar modernos adhesivos especiales para polietileno y polipropileno, pero la mejor solución siguen siendo otros métodos de unión: soldadura o fijación mecánica. Si la capa intermedia está rellena de relleno de poliuretano o mineral, se pueden utilizar adhesivos adecuados para uniones a tope, pero hay que tener en cuenta que la unión adhesiva puede destruirse bajo altas cargas mecánicas de cizallamiento, flexión o corte.
Si no hay grandes exigencias en cuanto a la resistencia del producto o cuando se fijan piezas pequeñas, pueden utilizarse cintas adhesivas de doble cara con la máxima adherencia. Las uniones divididas pueden realizarse cómodamente utilizando medios auxiliares de montaje como velcro autoadhesivo y cierres a presión.
Soldadura
La soldadura de materiales compuestos puede realizarse mediante el método más popular para unir materiales poliméricos: la soldadura con aire caliente (t = 260 – 270 °C) utilizando alambre de soldadura (soldadura). Con la ayuda de máquinas soldadoras, la capa interna del material compuesto y el alambre de soldadura se calientan y se unen firmemente. Los factores decisivos para una unión de calidad son: la preparación necesaria de las superficies a soldar, la calidad del alambre de soldadura, el aire caliente sin impurezas, la temperatura y presión necesarias y la velocidad del proceso de soldadura.
La técnica más conveniente de soldadura con aire caliente es el método de soldadura acelerada con el uso de un dispositivo especial de tracción del hilo – fibra. Este método proporciona un calentamiento uniforme de las superficies necesarias para una unión fuerte, presión y alta productividad de la operación.
Para conseguir una calidad óptima de la unión, los extremos del material compuesto que se va a soldar deben biselarse antes de la operación. El ángulo de biselado depende del perfil y la anchura del hilo. Una vez preparados los bordes de este modo, la soldadura debe realizarse en un plazo de 24 horas. Este requisito se debe a la posible reacción de la masilla con el oxígeno, que puede impedir la soldadura o reducir su resistencia.
Para unir paneles composite con relleno de polietileno se recomienda utilizar soldadura blanda de polietileno, cuya superficie se lija antes de soldar.
Tras la soldadura, se forma un solape en la superficie de la unión. Se retira con un cuchillo perfilado después de que la soldadura se haya enfriado completamente. La hoja de la cuchilla debe mantenerse con la máxima inclinación hacia la superficie de las piezas soldadas.
Nota: existen materiales compuestos cuya capa interior no es una masilla sólida, sino una fina lámina perfilada de polímero (PE) con secciones longitudinales al aire. Estos materiales no se pueden unir ni soldar a tope debido a la insignificante superficie de contacto.
Unión mecánica
Los métodos de unión mecánica de los materiales compuestos en estructuras ligeras son similares a los de los plásticos y las chapas metálicas. Es conveniente utilizar elementos de fijación de plástico, aluminio y acero inoxidable que no estén sujetos a la corrosión. Si el material de los tornillos, pernos o remaches es inestable a las influencias ambientales y con el tiempo puede estropear el aspecto del producto o debilitar la resistencia de la conexión, dichos elementos deben barnizarse o aislarse con juntas antes de su instalación.
Cuando los paneles se utilizan con fines de construcción y en la fabricación de estructuras publicitarias de gran tamaño, la cuestión de la fijación debe abordarse con toda responsabilidad. En estos casos, no sólo el aspecto del producto, sino también la seguridad de las personas y los bienes depende de la resistencia de la unión. Se han desarrollado tornillos autorroscantes especiales para paneles composite. La punta del tornillo tiene forma de broca de acero endurecido. Es esta parte del elemento de fijación la que soporta la carga principal de perforar un agujero no sólo en el composite, sino también en el material de la estructura de soporte, por ejemplo, en las correas de acero. El resto del tornillo es de acero inoxidable o acero galvanizado. Los tornillos de acero inoxidable son más duraderos y fiables que los galvanizados, que son muy sensibles a la humedad y a los medios agresivos. Durante el proceso de atornillado, la capa de zinc se daña gravemente, lo que reduce aún más la vida útil del tornillo (hasta 2 – 5 años). La vida útil de los tornillos de acero inoxidable es comparable a la durabilidad de los propios paneles composite.
Los tornillos para materiales compuestos presentan las siguientes características:
- El diámetro de la parte del tornillo que debe fijarse en la base portante es menor que el diámetro de la parte de la subarandela. Esto es necesario para fijar con seguridad el tornillo en la fina capa de aluminio del panel.
- Los diámetros de las roscas también son diferentes: la rosca central tiene un diámetro menor que la rosca de la arandela inferior. Esto proporciona un sellado adicional.
La conexión se sella con una arandela de EPDM (etileno propileno dieno terpolímero), el material sintético más resistente a la intemperie, duradero y adecuado para su uso en exteriores.
Los compuestos, al igual que otros materiales, se dilatan y contraen bajo la influencia de las fluctuaciones de temperatura. Al instalar paneles en la calle, es especialmente importante tener en cuenta este factor. El coeficiente de dilatación lineal del composite se basa en las propiedades del revestimiento de aluminio y tiene valores de 0,023 – 0,025 mm/m°C según el fabricante. Para evitar deformaciones irreversibles, el diámetro de los orificios de montaje y los huecos de los perfiles deben calcularse correctamente en función de las posibles temperaturas máximas y mínimas de funcionamiento. La forma del perfil debe garantizar una fijación fiable del panel en todas las condiciones de temperatura y bajo cargas mecánicas máximas (viento, vibraciones, etc.).
Remachado
Los paneles composite pueden unirse mediante remaches adecuados para el aluminio. Cuando la estructura se utiliza en el exterior o en zonas húmedas, se recomienda utilizar remaches ciegos de aluminio o acero inoxidable y dejar la holgura necesaria para el libre movimiento de la chapa durante la dilatación. Los remaches avellanados no permiten el movimiento del material, por lo que no son adecuados para su uso en exteriores. Para evitar que la fina capa de aluminio del material compuesto se doble hacia el relleno durante el remachado (en el caso de un agujero no avellanado), se pueden utilizar almohadillas amortiguadoras para proteger el material de la presión excesiva y desigual de la cabeza del remache sobre su superficie.
Unión atornillada
Cuando se montan paneles composite en interiores, se pueden utilizar tornillos metálicos o de madera con cabezas de diversas formas. Para crear una conexión limpia y evitar el aumento de las tensiones internas locales al utilizar tornillos avellanados, es necesario agrandar previamente el agujero con una herramienta de avellanado. A temperatura ambiente constante, no es necesario dejar huecos para el libre movimiento del material.
Se recomienda fijar los paneles en condiciones exteriores utilizando tornillos de fachada resistentes con juntas de estanqueidad. Los tornillos no deben apretarse demasiado. Para ocultar los elementos de fijación, se pueden utilizar arandelas y tapones decorativos de plástico fácilmente extraíbles, cuyo color puede combinarse con el color del panel. El uso en exteriores requiere tener en cuenta las variaciones dimensionales de los paneles y cumplir las normas de instalación pertinentes.
Perfiles
Las uniones resistentes en la fabricación de estructuras publicitarias pueden crearse utilizando una amplia variedad de sistemas de perfiles. Los perfiles de plástico y aluminio en forma de P, U, L y H, así como los marcos plegables con mecanismo de encaje a presión, se utilizan habitualmente en interiores.
Las condiciones exteriores requieren un enfoque más cuidadoso. El panel en el perfil debe instalarse con un hueco que permita el libre movimiento del material. En el caso de estructuras de gran tamaño, para aumentar su resistencia a diversos tipos de cargas y por razones de seguridad, es aconsejable fijar el perfil en varios puntos con tornillos y presionar sus repisas a la superficie del panel (si el grosor y el material del perfil lo permiten).
En el mercado existen varios sistemas de perfiles especializados para la instalación de fachadas ventiladas.
Atención. Al instalar construcciones compuestas por varios (o numerosos) paneles idénticos, es necesario instalar cada panel en la misma dirección. Esto será fácil de hacer si no se retira previamente la película protectora con marcas. La inobservancia de esta regla puede dar lugar a que elementos idénticos parezcan diferentes entre sí en diferentes ángulos de visión y con luz brillante.
