Todo sobre el remache ciego

En el mundo de las celebridades, el precio de ser conocido es que el público sabe demasiado sobre la vida privada de una estrella. Pero, en el mundo del ensamblaje, el precio de ser una tecnología conocida es que los usuarios finales a veces saben demasiado sobre los beneficios de un proceso y muy poco sobre sus otros beneficios.

Esta es la situación con el remachado ciego. Muchas personas en la fabricación saben que el proceso permite que un ensamblador instale completamente un remache en una junta desde solo un lado de una pieza o estructura. Muchos menos conocen las otras ventajas importantes que ofrecen estos remaches sobre los sujetadores roscados.

Para empezar, los remaches no pueden apretarse demasiado o demasiado, ni soltarse. Unen de forma rápida, sencilla y rentable estructuras metálicas, plásticas, compuestas, de madera, de tableros de fibra y tubulares huecas. Los remaches ciegos también resisten la vibración, aseguran las uniones con una longitud de abrazadera corta y eliminan la posibilidad de dañar la superficie.

Curiosamente, los remaches ciegos son uno de los tipos de sujetadores más antiguos, ya que existen desde hace más de un siglo. El remache POP (llamado así porque "estalló" cuando se instaló) fue patentado por el ingeniero británico Hamilton Neil Wylie en 1916. En 30 años, los remaches ciegos de acero y aluminio con vástago roto se usaban ampliamente en varias industrias en toda Europa y los Estados Unidos.

Los remaches ciegos siguen siendo populares en Europa, donde se producen algunos de los desarrollos e instalaciones de remaches más interesantes. Por ejemplo, Sarev SRL Unipersonale, con sede en Padua, Italia, fabrica varios tipos de remaches ciegos, incluido el remache Mass compuesto por un cuerpo de cobre, un mandril revestido de cobre y un terminal de latón.

Debido a estas características, el remache también es conductor de corriente y se utiliza a menudo en el montaje de electrodomésticos y cuadros eléctricos. Está diseñado a medida por los ingenieros de Sarev y se basa en la cantidad de cables que se conectarán y el tipo de materiales que se sujetarán en la aplicación.

Mucho más al noreste, en Nizhny Novgorod, Rusia, el fabricante de turbocompresores para automóviles CZ as utiliza remaches ciegos tubulares para unir una placa de identificación a la carcasa del compresor del producto. Los remaches se instalan con un mandril unidireccional a una velocidad de hasta 70 por minuto. Inicialmente se usaron tornillos de martillo para mantener las placas en su lugar, pero el martillo a menudo dañaba la cabeza del tornillo y los tornillos instalados se veían mal.

Cuando se introdujeron por primera vez los remaches ciegos, estaban hechos de aluminio y se usaban como un sujetador de reemplazo para los remaches sólidos que requerían reparación. Más de 100 años después, los remaches vienen en varios tipos, materiales y estilos de cabeza, y se utilizan cada vez más para ensamblar productos en industrias tan diversas como la aeroespacial, automotriz, electrónica, energía solar, joyería y carpintería.

El remachado ciego tiene un historial de éxito de décadas, especialmente con grandes ensamblajes. Como resultado, los remaches ciegos se utilizan en electrodomésticos, camiones pesados, tractores, puertas de garaje y edificios metálicos prefabricados. Sin embargo, los remaches también se utilizan cada vez más para ensamblar productos pequeños, como componentes electrónicos en teléfonos celulares.

Un remache ciego es un sujetador de dos piezas que consta de un cuerpo de remache hueco con cabeza y un mandril sólido (o vástago). El cuerpo parece un pequeño tubo que está ensanchado en un extremo. Un agujero, o núcleo, generalmente se extiende a lo largo del cuerpo. El mandril sobresale del núcleo y parece un clavo o un alambre.

Después de perforar o perforar un agujero a través de las partes a unir, se inserta el cuerpo del remache. A continuación, las mordazas en la boquilla de la herramienta remachadora se colocan para sujetar correctamente el mandril. A medida que la herramienta tira de la cabeza del mandril hacia el interior del cuerpo del remache, la cabeza expande las paredes del remache radialmente para llenar el agujero. Esta tracción también deforma el cuerpo del remache en una cabeza o bulbo de carga en el extremo del remache, sujetando las láminas juntas. Una vez que la herramienta alcanza una fuerza de ajuste predeterminada o una carga de tracción, el mandril se rompe y cae al suelo o se mueve por vacío a un dispositivo de recolección.

Los proveedores de equipos señalan que la recolección de mandriles es especialmente importante en las plantas automotrices y aeroespaciales para limitar los desechos. Pequeñas piezas de metal sueltas en un automóvil pueden producir traqueteos que molestan al conductor, mientras que en un avión pueden causar daños estructurales graves.

La instalación típica de remaches ciegos toma menos de un segundo y requiere que el trabajador presione el gatillo de la herramienta solo una vez. La instalación de remaches extralargos puede requerir dos gatillos si la carrera del pistón de la herramienta es demasiado corta o su potencia de tracción es demasiado baja.

"Aunque el remache ciego es un método de fijación confiable, tiene sus limitaciones", dice Craig Bonnville, director de ventas de la división de remachado GESIPA de SFS Group USA Inc. "La instalación del remache es rápida y permanente. Sin embargo, si es necesario remachar quitado y vuelto a trabajar, se debe tener especial cuidado para quitar el remache correctamente sin dañar la aplicación. Además, es útil capacitar al ensamblador sobre la herramienta para garantizar que todo funcione según lo previsto y que el remache esté correctamente sujeto en la aplicación. "

GESIPA fabrica varios útiles de montaje e instalación, incluido el modelo eléctrico de mano GAV 8000. La versión básica eco viene sin monitoreo de procesos, mientras que la versión electrónica ofrece esta capacidad.

Bonnville dice que ambas versiones vienen con menús fáciles de usar y botones de función en una pantalla HMI. Las herramientas manejan remaches con longitudes de cuerpo superiores a 30 milímetros y un diámetro de brida de hasta 11,4 milímetros. Todos los mandriles gastados se evacuan a través de una manguera conectada a un contenedor de recolección.

"A menudo se alienta a los ingenieros automotrices a diseñar sujetadores, clips y remaches ciegos para reducir la complejidad del ensamblaje y la logística en la gestión de componentes de clase C", explica Steven Sherman, vicepresidente de ingeniería de Industrial Rivet & Fastener Co. (IRFC). , que ha fabricado todo tipo de remaches desde 1912. "Según nuestra experiencia, cada vez que se diseñan, se diseñan para nuevas aplicaciones a un ritmo mucho mayor por una gran cantidad de razones".

Los remaches ciegos vienen en diferentes tipos, materiales, diámetros, rangos de agarre y estilos de cabeza. Los remaches de extremo abierto estándar son los más comunes y menos costosos, pero no son impermeables ni muy fuertes.

Los remaches de extremo cerrado tienen una configuración de extremo en forma de copa que elimina la entrada de agua desde el interior del cuerpo del remache, pero no entre el exterior del cuerpo y el material. Los remaches sellados son similares a los estándar, excepto que el mandril está completamente cerrado, lo que resulta en un sello hermético después de la instalación.

Los remaches de agarre múltiple se comprimen cuando se usan en material delgado, lo que deja menos material colgando de la parte posterior. Los remaches no estructurales rompen el mandril cerca de la cabeza del lado ciego, dejando un trozo corto de mandril en el cuerpo del remache y el núcleo parcialmente lleno.

Los remaches estructurales, por el contrario, retienen parte del mandril después de la rotura para proporcionar una alta resistencia a la tracción y al corte, y resistencia a la vibración. Estos remaches se pueden utilizar para complementar los adhesivos estructurales asegurando las piezas mientras se cura el adhesivo.

Los remaches ciegos se especifican según el material del remache y del mandril (en ese orden), y siempre se recomienda combinar ambos materiales. Los materiales de remache incluyen acero, acero inoxidable, aluminio, cobre, latón y plástico. Los materiales específicos de la industria incluyen remaches de nailon, que los fabricantes de equipos originales (OEM) y de nivel 1 utilizan para unir componentes de plástico moldeado, y remaches de Monel e Inconel de aleación no ferrosa, que a menudo se especifican para aplicaciones aeroespaciales.

El diámetro estándar de un remache oscila entre 0,094 y 0,375 pulgadas. Sin embargo, los fabricantes en mercados específicos requieren con frecuencia remaches con un diámetro de hasta 0,625 pulgadas.

"Ciertos tipos de remaches, como nuestra serie Speed ​​Fastening, están aumentando considerablemente en popularidad", señala Samir Custovic, gerente de producto para sujeción ciega en Norteamérica en Stanley Engineered Fastening. "Varias versiones, incluidas NeoSpeed, Briv y Chobert, están disponibles e instaladas mediante un sistema único de mandril de repetición. Durante la colocación, nuestra herramienta tira del mandril a través del remache, lo que da como resultado una expansión tanto axial como radial, mientras proporciona sujeción y relleno del orificio. "

La herramienta a la que se refiere Custovic es la Stanley SB25PT-05 a batería, que es retrocompatible con la serie hidroneumática predecesora en la que se basa. Ambos tienen el mismo diseño de interfaz, lo que facilita al operador la transición de una herramienta con cable a una inalámbrica.

Igualmente importante, la herramienta crea rápidamente uniones repetibles con alta precisión. Sus características estándar incluyen un gatillo de un solo dedo de baja fuerza, manija ergonómica de agarre suave para la comodidad del operador y una luz LED para garantizar una línea de visión clara a la aplicación.

Durante el último año, un fabricante estadounidense ha estado utilizando los remaches ciegos SB25PT-05 y NeoSpeed ​​para ensamblar escaleras industriales. La compañía ha instalado millones de estos remaches durante este tiempo y los prefiere a los remaches sólidos que usaba anteriormente. Le gusta especialmente que el sistema permita una recarga rápida de remaches y no deje residuos de mandril.

Cada remache ciego tiene un rango de agarre específico que indica la combinación de materiales más gruesa y más delgada que puede sujetar correctamente. Cuanto más amplio sea el rango, mayor será la variación de espesores donde se puede utilizar un solo remache.

Los estilos de cabeza de remache ciego incluyen cúpula (estándar), cúpula de gran tamaño y plana. La cabeza de domo de gran tamaño se usa típicamente en materiales más blandos para aumentar el área de carga. Una cabeza plana está avellanada para un ajuste al ras.

Para sujetar conjuntos hechos de materiales compuestos, como plástico, fibra de vidrio y madera contrachapada, se utilizan remaches con diferentes estilos de recalque. Estos remaches producen una expansión trifurcada (como pétalos de flores abiertos) en la parte posterior del material, por lo que la fuerza de sujeción se distribuye.

El Bulb-Tite fabricado por GESIPA es uno de esos remaches. Cuenta con un cabezal de cierre de gran diámetro que distribuye suavemente la presión sobre materiales sensibles y porosos. Las aplicaciones automotrices comunes incluyen la unión de materiales compuestos al montar altavoces, módulos de puertas, paneles de instrumentos y carrocería, y asientos.

El cabezal de cierre evita que el remache se salga de la aplicación, y el mandril bloqueado mantiene la junta unida de forma segura incluso cuando se expone a cargas elevadas. A los usuarios finales también les gusta que el cabezal de cierre sea estéticamente agradable, con un perfil bajo. El remache tiene un amplio rango de agarre y produce una junta apretada que permanece libre de traqueteo cuando se expone a vibraciones.

También son populares entre los fabricantes las tuercas de remache ciego y los espárragos de tuerca. La tuerca de remache de una pieza cuenta con roscas internas que soportan carga para unir piezas extraíbles en un material que puede ser demasiado delgado para acomodar una rosca. Un espárrago de tuerca combina una tuerca de remache con un tornillo y es un reemplazo efectivo para un espárrago de soldadura. También se puede instalar en material prepintado.

La instalación de remaches ciegos requiere una herramienta que mantenga el cuerpo en su lugar mientras el mandril se introduce o atraviesa el remache. Se encuentra disponible una amplia gama de herramientas manuales y automatizadas. Estos últimos incluyen hidroneumáticos y eléctricos inalámbricos, que en los últimos 25 años se han vuelto más ligeros, potentes y ergonómicos.

Cada herramienta está provista de una o más boquillas para ajustar el rango de tamaños de remache que se usa con más frecuencia. Hay boquillas especiales disponibles para aplicaciones particulares en las que se requiere un alcance adicional en canales estrechos o funcionalidad de pivote.

Las herramientas manuales similares a pinzas generalmente se limitan a aplicaciones de bajo volumen. Solo pueden instalar remaches de menor diámetro y de materiales más blandos. Por otro lado, las herramientas manuales son ligeras y versátiles.

Las herramientas de instalación automatizadas, que incluyen pistolas remachadoras con empuñadura de pistola y remachadoras en línea o verticales, ofrecen una mayor capacidad de tracción y son más capaces de resistir la patada que se crea cuando se coloca un remache. Las herramientas con empuñadura de pistola están diseñadas para usarse en un plano horizontal.

Las remachadoras en línea brindan una opción para el remachado vertical y se pueden colgar de un contrapeso, al igual que un destornillador en línea. Para aplicaciones de alto volumen, las herramientas de remaches se pueden equipar con varios cabezales que instalan más de un sujetador a la vez. Las herramientas también se pueden suministrar con unidades de alimentación automática que sujetan varios miles de remaches.

"Alrededor del 98 por ciento de las herramientas utilizadas para instalar remaches ciegos para el ensamblaje son del tipo manual", dice Sherman. "Esto se debe a que las herramientas manuales son la forma más fácil de unir múltiples capas de metal y plástico. Los fabricantes también usan herramientas en línea y montadas en robots, pero solo cuando la aplicación lo requiere".

IRFC ofrece una gama completa de herramientas para instalar remaches ciegos, incluidas herramientas manuales y accionadas por palanca, de alimentación automática, neumáticas, accionadas por batería y de extremo de brazo que se montan en un robot. Esta última herramienta es independiente de los robots y está hecha y diseñada a medida por ingenieros de IRFC para cada aplicación.

Hace menos de dos años, IRFC presentó la tercera generación de su herramienta a batería Freeset. Los sensores de fuerza y ​​distancia en la herramienta permiten monitorear el proceso de cada instalación de remaches. Otras características incluyen una pantalla LCD, un contador de remaches y una tarjeta Wi-Fi que envía datos de forma inalámbrica al controlador de la herramienta, así como al centro de datos de la planta, para el seguimiento y análisis de la gestión.

El otoño pasado, GESIPA presentó su PowerBird Pro Gold Edition, una herramienta inalámbrica con una fuerza de colocación de 20 kilonewtons para remaches extrafuertes. Maneja remaches de 2,4 a 6,4 milímetros de diámetro y funciona con un paquete de baterías Cordless Alliance System (CAS) basado en tecnología de iones de litio o de alta densidad de iones de litio. Un paquete de baterías de 2 amperios por hora viene de serie con la herramienta, con una batería compacta de 4 amperios por hora que se ofrece como accesorio.

"Además de ser más ergonómica, esta herramienta permite a los ensambladores instalar un gran volumen de remaches con una sola carga de batería", explica Bonnville. "A los usuarios finales también les gusta la batería CAS porque se puede usar en todas nuestras herramientas de instalación de remaches PowerBird, y muchos clientes tienen más de un tipo de herramienta PowerBird".

También funciona con batería la pistola remachadora PB2500 SMART de Stanley. Su inteligencia, por así decirlo, proviene de un sistema de monitoreo de procesos a bordo con pantalla táctil incorporada. Después de obtener los datos de fuerza-distancia para cada instalación de remaches, el sistema los compara inmediatamente con una curva de fuerza-distancia 'buena'. Luego se notifica al operador si el remache instalado está bien o no. Se pueden almacenar hasta 500.000 resultados de configuración en la herramienta para su posterior análisis.

La herramienta también está habilitada para Wi-Fi y Bluetooth, y está diseñada para remaches ciegos en una línea de ensamblaje o en una ubicación remota. Custovic dice que ofrece la calidad y robustez de la herramienta PB2500 original, además de ser inalámbrica para mejorar aún más la accesibilidad, la movilidad y la productividad de los trabajadores.

La herramienta de instalación de remaches ciegos de tipo alimentación automática de IRFC se llama Kingset, que alimenta remaches estándar (0,1875 pulgadas de diámetro) desde una tira de plástico que se carga en la herramienta. Pesa 5.5 libras y tiene un tiempo de ciclo de dos segundos y un tiempo de recarga de ocho a 10 segundos. Todos los mandriles gastados se recogen para evitar que abarroten el área de trabajo.

Un fabricante de componentes electrónicos ha estado utilizando el Kingset durante tres años para ensamblar chasis de láminas de metal. Sherman dice que a la compañía le gusta que la herramienta agilice el proceso y reduzca el movimiento del operador. El operador inserta simultáneamente el remache mientras alinea los orificios pretaladrados en el metal, lo que reduce el tiempo de ciclo de cada ensamblaje en aproximadamente 2 minutos. Ciclos más cortos permiten a la empresa producir unas 600.000 unidades al año.

Jim es editor sénior de ASSEMBLY y tiene más de 30 años de experiencia editorial. Antes de unirse a ASSEMBLY, Camillo fue editor de PM Engineer, Association for Facilities Engineering Journal y Milling Journal. Jim tiene un título en inglés de la Universidad DePaul.