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¿Qué es un robot de soldadura?

Un robot soldador es un dispositivo en el que un soldador se acopla a un robot para soldar automáticamente.

El uso de un brazo robótico o similar permite soldar en espacios más estrechos que con los equipos de soldadura automatizados convencionales, como las montadoras y los equipos de soldadura. Tradicionalmente, la soldadura en espacios reducidos sólo podía ser realizada manualmente por humanos.

Usos de los Robots de Soldadura

Los robots de soldadura se utilizan para soldar, pero son más adecuados para la fabricación de pequeñas cantidades de una amplia variedad de productos que para artículos producidos en serie. También son buenos en trabajos finos y precisos que tradicionalmente han sido realizados manualmente por humanos, como la soldadura localizada y la soldadura en piezas con bajas temperaturas de resistencia al calor. Sin embargo, esto significa que el trabajo lleva más tiempo que con otros sistemas de soldadura automatizados.

Por ejemplo, la soldadura de la placa amplificadora del sensor de fibra inteligente se realiza mediante el método de soldadura por deslizamiento con la introducción de un robot. El robot se encarga de soldar en zonas precisas con una anchura de terreno de 0,5 mm y un paso de 1 mm, mejorando así la eficacia del trabajo.

Principio del robot de soldadura

Los robots de soldadura constan de un robot con un brazo, un soldador, un controlador y una consola didáctica para ajustar las condiciones. Algunos están equipados con un generador de gas nitrógeno para evitar la oxidación de la punta del soldador y la superficie soldada.

Los tipos de robot incluyen pequeños robots de sobremesa, así como robots SCARA y cartesianos, dependiendo del estilo del brazo robótico. Pueden utilizarse introduciendo las condiciones de soldadura desde un mando didáctico y haciendo que realicen la soldadura prescrita.

Tipos de Robots de Soldadura

Los Robots de Soldadura incluyen robots de sobremesa, robots SCARA y robots cartesianos. Otros tipos se clasifican según el método de soldadura. Los métodos de soldadura más comunes son el método del soldador y el método láser. El método del hierro sigue siendo el más utilizado en la actualidad.

1. método del hierro

En el método del soldador de hierro, el soldador se calienta a casi 350 °C y la soldadura se vierte desde la punta del soldador para unir el metal. En comparación con el método de soldadura por reflujo, en el que se aplica soldadura en crema y luego se calienta y funde para hacer una unión, este método se caracteriza por el hecho de que no se aplica calor directamente a los componentes electrónicos. Esto significa que se minimizan los daños térmicos y se puede conseguir una soldadura de alta calidad.

2. proceso láser

En el proceso láser, la soldadura se funde mediante un rayo láser. Este método aprovecha el hecho de que un rayo láser puede enfocarse mediante una lente o un espejo para formar un haz de alta densidad, que calienta el objeto a una temperatura elevada. Los componentes y la soldadura se colocan en la zona en la que el diámetro del rayo láser incide sobre el objeto y, a continuación, se sueldan. Este método láser es adecuado para procesos estrechos y finos, ya que se trata de un proceso de soldadura sin contacto.

Más información sobre Robots de Soldadura

1. ventajas de la introducción de Robots de Soldadura

Las ventajas de introducir un robot de soldadura son la mayor automatización y velocidad del trabajo y la mayor precisión del mismo. Una buena soldadura depende de factores como la temperatura del soldador, el tiempo de contacto y el área de contacto con la placa.

Si estos factores no se controlan adecuadamente, puede producirse fundido de la soldadura debido a una temperatura demasiado baja o a un tiempo de contacto demasiado corto. La soldadura de imitación da lugar a una unión débil y quebradiza. Lo mismo ocurre con la soldadura quemada, que se produce por una conducción insuficiente del calor. Esta situación es especialmente probable en obras donde hay muchos novatos sin experiencia, lo que aumenta la tasa de rechazo y reduce la eficacia de la producción.

En estos casos, resulta eficaz introducir robots de soldadura en la obra y hacer que realicen las mismas tareas que los trabajadores experimentados. La mayoría de los robots de soldadura son capaces de controlar el posicionamiento en incrementos de 0,1 mm y tienen una alta repetibilidad posicional (precisión de trabajo). Además, es posible el funcionamiento motorizado a alta velocidad, que es más rápido que el funcionamiento humano y evita los errores humanos debidos a la fatiga.

2. sistematización de Robots de Soldadura

La mayoría de los Robots de Soldadura pueden sistematizarse con relativa facilidad. Normalmente, se requiere un complejo trabajo de programación cuando los robots se integran en líneas de producción. Por ejemplo, en el caso de los robots articulados verticalmente, es necesario programar e introducir las “tareas que debe realizar el robot” mediante un lenguaje especializado para robots.

Sin embargo, si la tarea que debe realizar el robot ya está determinada, como es el caso de los robots de soldadura, la programación suele correr a cargo del desarrollador del robot. Así, el usuario sólo tiene que configurar parámetros como la información sobre la posición de soldadura y el tiempo de calentamiento tras la instalación, y el robot puede integrarse en la línea de producción.

¿Qué son las SSD Industriales?

Las SSD industriales son un tipo de SSD y, como su nombre indica, son unidades SSD que se incorporan a equipos y dispositivos industriales.

Como ya se sabe, SSD son las siglas en Inglés; Solid State Drive (unidad de estado sólido), que lee y escribe los datos necesarios desde y hacia los chips de memoria integrados en los equipos.

Las SSD se caracterizan por su resistencia a los golpes, su alta velocidad de lectura y escritura de datos y el pequeño tamaño del propio chip. Las SSD industriales son soportes de almacenamiento con prestaciones aún mayores que estas características.

Usos de las SSD Industriales

Las SSD industriales se utilizan en la industria manufacturera, en regiones polares con diferencias extremas de temperatura, en equipos médicos y en otras aplicaciones en las que se requiere una gran durabilidad y alta calidad.

La gama de aplicaciones abarca desde grandes equipos fijos hasta dispositivos portátiles que pueden transportarse fácilmente.

Las SSD se han utilizado sobre todo en el ámbito industrial, pero en los últimos años también se han aplicado a productos de oficina y electrodomésticos.

Esto significa que ahora se exige una gran durabilidad y alta velocidad en los productos más cercanos a nosotros.

Características de las SSD Industriales

Las SSD industriales son casi idénticas a las SSD generales, pero con las siguientes diferencias.

Una es la alta resistencia, que puede utilizarse en una amplia gama de temperaturas. El rango de temperatura básico ronda los 0-85 °C, pero también existen versiones con temperatura ampliada que pueden funcionar entre -30 y 85 °C.

El segundo es la disponibilidad a largo plazo. Las SSD utilizadas en aplicaciones industriales leen y escriben datos constantemente y almacenan grandes cantidades de datos, pero los chips de memoria también se desgastan y fallan.

Por este motivo se utiliza SLC, que puede almacenar un byte de datos por celda, y aunque SLC es extremadamente duradera y fiable, no es adecuada para grandes capacidades.

Sin embargo, los avances tecnológicos han resuelto el problema de las grandes capacidades, y SLC se ha aplicado a las SSD industriales.

El tercero es la alta velocidad de lectura/escritura de datos. Las velocidades de lectura/escritura oscilan entre 3000 y 3470 MB/seg. Dependiendo del producto, esto es aproximadamente seis veces más rápido que las SSD ordinarias, que rondan los 500 MB/seg.

¿Qué es el Software de Análisis de Ondas Electromagnéticas?

El análisis electromagnético es un tipo de método de análisis numérico por ordenador que se utiliza desde las fases iniciales del desarrollo de productos.

Es un tipo de CAE (Ingeniería Asistida por Ordenador) que visualiza los campos eléctricos y magnéticos en el dominio de alta frecuencia y se utiliza para estudiar contramedidas de EMC (Compatibilidad Electromagnética).

Utiliza las ecuaciones de Maxwell, que son las ecuaciones dominantes para las ondas electromagnéticas, para simular y calcular el comportamiento de las ondas electromagnéticas, incluido el análisis de guías de ondas en un dominio bidimensional, el análisis de resonancia y el análisis transitorio en un dominio tridimensional.

Usos del Software de Análisis de Ondas Electromagnéticas

El análisis de ondas electromagnéticas se utiliza generalmente para el análisis numérico mediante ordenadores durante el desarrollo de productos y para el análisis de defectos durante el desarrollo.

El análisis de ondas electromagnéticas es un tipo de análisis de campos electromagnéticos y también se utiliza para analizar circuitos de radiocomunicaciones, antenas y radares que utilizan altas frecuencias, así como análisis de compatibilidad electromagnética para EMC. El análisis electromagnético se ha convertido en un campo de análisis numérico durante el desarrollo de productos y es una herramienta indispensable en el diseño y desarrollo de productos aplicados que utilizan la electromagnética.

Tipos de Software de Análisis de Ondas Electromagnéticas

El método de los momentos (MoM), que resulta útil para el análisis CEM de problemas de radiación sin límites, por ejemplo, es excelente para el análisis de estructuras dieléctricas uniformes. Sin embargo, no es adecuado para el análisis de estructuras no uniformes.

El método de los elementos finitos (MEF), que mallan toda el área de la estructura y la analizan, es bueno para modelizar estructuras heterogéneas. Sin embargo, no puede modelizar los problemas de radiación con la misma eficacia que el método de los momentos.

El método de diferencias finitas en el dominio del tiempo (FDTD) malla todo el espacio y, a diferencia del método de los momentos y del método de los elementos finitos, analiza en el dominio del tiempo. Por lo tanto, es adecuado para el análisis transitorio y excelente para modelizar estructuras heterogéneas complejas.

Principios de Análisis de Ondas Electromagnéticas

En el software de análisis de ondas electromagnéticas, el medio se modela dividiendo el espacio, generalmente denominado malla, y las ecuaciones de Maxwell se resuelven para cada malla. La discretización del espacio utilizado para el cálculo consume memoria del ordenador, y cuantas más rejillas haya, más tiempo se tarda en resolver las ecuaciones.

En el caso de los grandes análisis de ondas electromagnéticas, la cantidad de memoria y el tiempo de CPU utilizados por el ordenador limitan los cálculos. En función del análisis requerido, pueden establecerse diversas condiciones de contorno, como contornos aislantes, periódicos, simétricos y de impedancia, así como pasos de tiempo y frecuencias.

El software de análisis de ondas electromagnéticas resuelve las ecuaciones de Maxwell en todo el dominio del tiempo en cada instante, la matriz inversa que resume los coeficientes de la ecuación básica si se modela por el método de los elementos finitos, el producto matricial en el método de la matriz de transferencia y la ecuación integral en el método de los momentos. Resolver la FFT y la FFT inversa cuando se calcula con los métodos del paso dividido o de propagación del haz.

Cómo Elegir un Software de Análisis de Ondas Electromagnéticas

El análisis electromagnético es un tipo de análisis de campos electromagnéticos, y existen varios métodos utilizados para el análisis del ruido, teniendo cada método características diferentes. Por ejemplo, es necesario considerar detenidamente qué método elegir, si el análisis se basa en ecuaciones integrales o diferenciales.

A continuación, es necesario comprender por qué se utiliza la aproximación de circuitos de alta frecuencia. La retroalimentación del diseño es importante, teniendo en cuenta las características del método de análisis.

Estructura del Software de Análisis de Ondas Electromagnéticas

Los resultados de cálculo de un análisis electromagnético se expresan en gráficos y diagramas de contorno fáciles de leer y codificados por colores, junto con los valores numéricos. El electromagnetismo es un fenómeno difícil de ver, y la representación visual facilita su comprensión a las personas y a los no ingenieros que no están familiarizados con los campos electromagnéticos.

Los programas informáticos de análisis de campos electromagnéticos también se conocen como simuladores de campos electromagnéticos. Se clasifican en bidimensionales o tridimensionales, en función de la dimensión de la estructura que pueda analizarse. Los simuladores bidimensionales pueden analizar estructuras formadas por varias capas, cada una de las cuales contiene una figura bidimensional. Sin embargo, las estructuras con propiedades eléctricas diferentes no pueden colocarse en la misma capa.

¿Qué es una Incubadora?

Los equipos de cultivo se utilizan para cultivar células de animales e insectos, E.coli y otras bacterias o plantas.

Permiten controlar y mantener un entorno constante (temperatura, humedad, etc.) en el que estos organismos y células pueden crecer fácilmente. Los sistemas de cultivo por agitación para bacterias y otros organismos se denominan bioagitadores.

Los que pueden introducir dióxido de carbono para amortiguar el pH del medio en el cultivo de células de mamíferos se denominan incubadoras de CO2.

Usos de los Equipos de Cultivo

El principal uso de los equipos de cultivo es controlar la temperatura y la humedad y cultivar células animales y microorganismos. Los equipos de cultivo también se utilizan con frecuencia en muchos campos, como las ciencias de la vida y la biología. Cuando se cultivan E. coli, a menudo se cultivan proteínas para expresarlas dentro de la E. coli.

La temperatura de funcionamiento suele ser de 37 °C, que es la condición fisiológica, pero pueden utilizarse temperaturas bajas o altas (de +4 °C a +70 °C), en función del uso previsto.

Principio de la Incubadora

El control funcional de la incubadora varía de un experimento a otro, pero el ajuste a las condiciones de temperatura adecuadas es de importancia común en todos los experimentos. El control de la temperatura puede tener lugar en fase gaseosa con gases o en fase líquida con líquidos. Ambas pueden calentarse y enfriarse a través de paredes.

Cuando se utiliza la fase gaseosa, el control de la temperatura es más fácil y flexible, pero la temperatura puede cambiar fácilmente bajo la influencia de la temperatura ambiente. Por otro lado, aunque es difícil controlar la temperatura en la fase líquida, ésta tiene excelentes propiedades de retención del calor y el frío.

En el campo de las ciencias biológicas, las soluciones utilizadas en los equipos suelen incubarse en fase vapor debido al riesgo de contaminación de la muestra que se está incubando.

Tipo de Equipo de Cultivo

1. Bioshaker

Un bioagitador es un dispositivo de cultivo que puede realizar la “agitación” necesaria para mezclar el medio líquido y el aire. Existen dos tipos de “agitación”: agitación izquierda-derecha y agitación rotatoria. Los cultivos en tubos de ensayo y matraces de fondo redondo se realizan con agitación izquierda-derecha, mientras que los cultivos en matraces triangulares abombados se realizan con agitación rotatoria.

En los laboratorios biológicos, los matraces triangulares se utilizan a menudo para la incubación de cultivos, y los matraces triangulares con deflectores pueden mejorar el tiempo de crecimiento, ya que el medio y el aire se mezclan bien.

2. Incubadoras de CO2

Una incubadora de CO2 es un dispositivo de cultivo que puede controlar el suministro de CO2 y la humedad. El cultivo se realiza en CO2 en torno al 5% para mantener constante el pH del medio. Generalmente se utiliza un tampón de pH como el bicarbonato sódico para evitar cambios rápidos de pH.

La humedad se controla colocando bandejas llenas de agua estéril dentro del equipo y manteniendo una humedad del 90-95% por evaporación natural. Cuando se cultivan células de mamíferos, el método de cultivo difiere dependiendo de si las células son adherentes o flotantes. Cuando se cultivan células adherentes, la placa que contiene las células simplemente se coloca en la incubadora y el número de células aumenta, mientras que para las células flotantes, se instala un agitador en el equipo y las células deben cultivarse mientras se agita constantemente el medio en el agitador.

Otra Información sobre los Equipos de Cultivo

1. Incubador de Bacterias

Los incubadores de bacterias están equipados con un termostato bimetálico que puede mantener una temperatura de 38°C en el incubador. Estos aparatos los utilizan principalmente los procesadores de alimentos para cultivar microorganismos (por ejemplo, E. coli y Salmonella) y realizar pruebas de crecimiento. Se caracteriza por su capacidad de utilizar lámparas fluorescentes para identificar el color de los microorganismos que cambian con los reactivos.

En la investigación biológica y las pruebas médicas, se utilizan aparatos de cultivo denominados aparatos de cultivo microbiológico para cultivar bacterias y hongos (por ejemplo, mohos, levaduras).

2. Equipos de Cultivo Celular

Los equipos de cultivo celular se utilizan generalmente para cultivar células de mamíferos de origen humano. Los principales fines experimentales son la observación celular y la utilización de proteínas expresadas en las células.

Cada pocos días es necesario realizar las siguientes tareas: intercambio de medio, en el que se aspira el medio viejo y se añade medio nuevo para evitar el desprendimiento de células durante los experimentos; y cultivo de pasaje, en el que las células proliferadas se siembran uniformemente en múltiples recipientes de cultivo con un tamaño y densidad predeterminados.

Para los investigadores y técnicos, estas tareas requieren mucho tiempo de aprendizaje y dominio, y los cambios periódicos de medio suponen una pesada carga. En los últimos años, varios fabricantes han desarrollado “equipos automáticos de cultivo celular” que pueden controlar automáticamente los pasajes y los cambios de medio. Estos equipos garantizan un suministro estable y constante de células de alta calidad.

3. Notación en Inglés de los Equipos de Cultivo

Los fabricantes y laboratorios japoneses suelen referirse a los equipos de cultivo como incubadoras. Sin embargo, incubadora significaba originalmente una incubadora para huevos de aves o reptiles. Derivado de un dispositivo que mantiene una temperatura constante, incubator también ha pasado a significar incubadora. Es incorrecto utilizar el término incubator para incubadora en los artículos. La terminología inglesa para cada tipo de aparato es la siguiente.

• Culture apparatus: aparato de cultivo
• Microbial culture apparatus: aparato de cultivo bacteriano
• Anaerobic culture apparatus: aparato de cultivo anaerobio

¿Qué es un Analizador Térmico?

Analizador térmico es un término genérico para un dispositivo que mide los cambios que se producen en una muestra cuando se le aplica calor de forma continua. Consiste en un mecanismo para cambiar continuamente la temperatura de la muestra y un mecanismo para detectar y registrar la propiedad física que debe medirse. Dependiendo de la propiedad física que se desee medir, los análisis reciben distintos nombres.

Entre los análisis realizados con analizadores térmicos se encuentran el Análisis Térmico Diferencial (ATD), que analiza la diferencia de temperatura entre una muestra medida y una muestra patrón, la Calorimetría Diferencial de Barrido (CDR), que analiza la diferencia de cantidad de calor, y DSC ), la Termogravimetría (TG ), que mide los cambios de peso, y el Análisis Termomecánico (TMA ), que mide los cambios de longitud.

Usos de los Analizadores Térmicos

El análisis térmico mediante un analizador térmico se utiliza para determinar las propiedades termofísicas de cualquier material. Los materiales cambian su estructura y estado como consecuencia de los cambios de temperatura, lo que a su vez modifica sus propiedades físicas y funciones. Comprender el comportamiento de los materiales en respuesta a los cambios de temperatura es muy importante para controlar las propiedades y la calidad, y para entender el comportamiento exotérmico/endotérmico durante las reacciones.

En un análisis térmico típico, fenómenos como la transición vítrea, la cristalización, la fusión y la descomposición causados por el calentamiento se trazan gráficamente, con la temperatura en el eje horizontal y los parámetros (por ejemplo, cambio de peso, cambio dimensional) en el eje vertical. Por ejemplo, en el análisis TG-DTA se pueden medir simultáneamente el cambio de peso de la muestra cuando se modifica su temperatura y la diferencia de temperatura entre la muestra y el material de referencia, lo que permite analizar qué cambios se producen en un material y a qué temperatura.

También se han realizado estudios para combinar el análisis térmico con mediciones mediante cámaras ópticas o microscopía óptica para observar cambios en la morfología, o para analizar simultáneamente gases mediante cromatografía de gases.

Principios de los Analizadores Térmicos

El instrumento de análisis térmico consta de una sección de detección, una sección de control de la temperatura y una sección de tratamiento de datos. La sección de detección está equipada con un “calentador”, una “sección de montaje de la muestra” y un “detector”, que calienta y enfría la muestra y detecta su temperatura y sus propiedades físicas.

La configuración del detector varía en función del análisis térmico que se realice. El DTA, que mide la temperatura, y el DSC miden la diferencia de temperatura entre un patrón y una sustancia medida. La sección de control de temperatura controla la temperatura del calentador de acuerdo con el programa establecido antes de la medición. La sección de procesamiento de datos introduce y registra las señales del detector y analiza los datos de medición obtenidos.

Métodos Analíticos de los Analizadores Térmicos

Se utilizan varios métodos de análisis térmico en función de las características del objeto analizado. Los cinco métodos más utilizados en el análisis térmico son el análisis térmico diferencial (ATD), la calorimetría diferencial de barrido (CDE), la termogravimetría (TG), el análisis termomecánico (AMT) y el análisis reológico dinámico (AMD). Los detalles de cada método son los siguientes.

1. Análisis Térmico Diferencial (ATD)

Cuando una muestra sufre una transición o experimenta algún tipo de reacción debido a un cambio de temperatura, se produce un cambio en la diferencia de temperatura con respecto al material de referencia, que se detecta. Esto permite detectar fenómenos de reacción como la fusión, la transición vítrea, la cristalización, la vaporización y la sublimación.

Las transiciones vítreas son a veces difíciles de detectar con el ATD porque el cambio de temperatura es más lento que otros cambios de estado. En el caso de muestras desconocidas, es difícil comprender plenamente los fenómenos de reacción a partir únicamente de la curva de ATD, por lo que a menudo se utilizan técnicas de interpretación de datos en combinación con la termogravimetría (TG).

2. Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC)

Un material de referencia y una muestra se someten de forma similar a cambios de temperatura y sus temperaturas respectivas se detectan mediante termopares. Si se produce una diferencia de temperatura, la temperatura se calienta mediante un calentador para que las temperaturas sean iguales. El DSC mide la energía necesaria para este calentamiento. Por eso se denomina calorimetría diferencial de barrido. En general, es más preciso que el ATD. Se pueden medir transiciones como la fusión, la transición vítrea y la cristalización, así como la capacidad calorífica específica.

3. Termogravimetría (TG)

Un material de referencia y una muestra se someten de forma similar a un cambio de temperatura y se traza la diferencia de peso entre el material de referencia y la muestra (el material de referencia no debe cambiar de peso en el intervalo de temperatura de medición). Se miden las muestras que sufren reacciones que provocan un cambio de masa, como sublimación, evaporación, pirólisis o deshidratación, como resultado de un cambio de temperatura. Dado que los cambios de estado de la muestra pueden detectarse midiendo simultáneamente no sólo el cambio de peso sino también el cambio de temperatura de la muestra, están muy extendidos los analizadores que pueden realizar simultáneamente análisis DTA. 4. Análisis termomecánico (DTA)

4. Análisis Termomecánico (TMA)

Se aplica una sonda a la muestra y se detecta el desplazamiento provocado por el cambio de temperatura. También es posible medir variando la carga aplicada a la muestra. Los principales objetivos de medición son la expansión térmica, la contracción térmica, la transición vítrea, la reacción de curado y la historia térmica, que son fenómenos que cambian de forma como resultado de un cambio de temperatura. También pueden detectarse la fusión y la cristalización, ya que estas reacciones van acompañadas de cambios de forma, pero hay que tener cuidado de que el contacto entre la sonda y la muestra se mantenga constante, ya que, de lo contrario, no podrán detectarse correctamente.

5. Medición de la Viscoelasticidad Dinámica (DMA)

Se aplica una carga cíclica a la muestra y se detecta la deformación producida en la muestra y se emite en función de la temperatura o el tiempo. El instrumento se utiliza para estudiar las transiciones vítreas, la cristalización y la historia térmica, que son reacciones que implican movimiento intramolecular y cambios conformacionales. También puede medirse el estado inicial de la fusión, pero, al igual que con el TMA, las mediciones dejan de ser posibles una vez que la fusión ha progresado y la forma ha cambiado.

Otra Información sobre Analizadores Térmicos

Aplicaciones de los Analizadores Térmicos

Como ya se ha mencionado, la combinación de dispositivos con microscopios ópticos y otros dispositivos se ha aplicado a una amplia gama de aplicaciones de investigación. En la observación en tiempo real de los cambios de morfología y color en combinación con la microscopía óptica, es posible observar el enturbiamiento blanco de las muestras asociado a la cristalización y a las transiciones del cristal líquido, así como los cambios en las muestras cerca de la temperatura de cambio de estado.

Se han desarrollado otros analizadores para analizar los gases producidos durante el tratamiento térmico, combinando analizadores térmicos con dispositivos como FT-IR (espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier) y MS (espectrometría de masas). Al combinar la información sobre las propiedades termofísicas obtenida a partir del análisis térmico con la información sobre los gases, se puede obtener una comprensión más profunda de la respuesta térmica de los materiales. En combinación con otros dispositivos generadores de temperatura, puede observarse la expansión y contracción térmicas en diversas situaciones.

¿Qué es un Recubridor?

 

Un recubridor es un dispositivo utilizado para aplicar productos químicos u otras sustancias a un producto o material.

El método de aplicación varía en función de la forma del objeto que se va a recubrir, el producto químico que se va a aplicar y la finalidad de la aplicación. Así pues, se utilizan barnizadoras de rodillo, barnizadoras por centrifugado, barnizadoras por inmersión y barnizadoras de hendidura para diversas aplicaciones.

En los últimos años, los recubridores han evolucionado de forma dramatica junto con las mejoras en la tecnología de recubrimiento, ya que la precisión del recubrimiento es necesaria en los campos de la fabricación de semiconductores, la fabricación de pantallas planas (FPD) y la fabricación de células solares y baterías recargables.

Usos de los Recubridores

Las máquinas de recubrir por rotación y las máquinas de recubrimiento por hendidura se utilizan para la aplicación de fotorresistencia en el proceso de fotolitografía en los campos de fabricación de semiconductores y pantallas planas (FPD), donde se requieren productos especialmente finos, de alto rendimiento y alta densidad, como PC, televisores LCD, teléfonos inteligentes y tabletas.

Los recubridores de rodillo y otros recubridores para el revestimiento de películas finas también se utilizan para películas funcionales y productos de lámina empleados en baterías recargables, células solares, piezas de automóvil, materiales de construcción de viviendas, textiles y productos médicos.

Principio de Cooter

 

Hay muchos tipos de barnizadoras, pero el principio básico es aplicar una fuerza de cizallamiento al fluido de barnizado para hacerlo más fino. La forma de aplicar la fuerza de cizallamiento difiere según el tipo de recubridora.

El recubrimiento puede clasificarse en dos tipos: el método de premedición, que aplica una cantidad premedida de recubrimiento (cantidad de líquido), y el método de postpesado, que aplica una cantidad predeterminada de recubrimiento una vez aplicado el recubrimiento.

1. Recubridores de Rodillo

Los recubridores de rodillo se utilizan generalmente para recubrir materiales relativamente finos y planos, como películas y láminas. Se utilizan varios métodos de recubrimiento en función de la naturaleza y viscosidad del producto químico que se va a recubrir y del grosor de la película que se va a aplicar, como los recubridores de huecograbado y los recubridores inversos, que utilizan la rotación del rodillo en contacto con el baño líquido del producto químico que se va a recubrir y la rotación del material de la película u hoja para aplicar el recubrimiento.

El recubrimiento rollo a rollo es posible y es el método más adecuado para el recubrimiento a alta velocidad. Estos métodos se caracterizan por la formación de un cordón entre el líquido de recubrimiento y el objeto que se va a recubrir y la fuerza de cizallamiento aplicada al líquido de recubrimiento por el objeto que se va a recubrir o por el movimiento y la rotación tanto del objeto que se va a recubrir como del rodillo, lo que da como resultado un recubrimiento fino. La estabilización de este cordón es esencial para un recubrimiento de alta calidad.

2. Máquinas de Recubrimiento Rotativo

Las recubridoras rotativas suelen constar de una mesa giratoria y un mecanismo para aplicar el producto químico. Una vez descargado el producto químico sobre el producto u otro material, la fuerza centrífuga de la rotación de la mesa extiende el producto químico por todo el producto u otro material, formando una película química. Es el método de recubrimiento más fino, pero no es adecuado para la producción en masa, ya que no puede aplicar varias capas y no es posible la producción continua.

3. Recubrimiento por Inmersión

Se conoce como método de recubrir por inmersión y se utiliza para el revestimiento por inmersión y arrastre en la solución de revestimiento por inmersión. Puede utilizarse para cualquier forma de objeto y se caracteriza por la capacidad de formar una película fina uniforme con una pérdida mínima de líquido de recubrimiento.

4. Máquinas de Lacado

Las máquinas de lacado por hendidura son máquinas que aplican el líquido de lacado descargándolo a través de una boquilla con una hendidura. A veces se denomina barnizadora de ranura o barnizadora de ranura. El objeto a recubrir se coloca sobre una mesa y se forma una película química mediante el barrido del producto u otro material mientras el producto químico es expulsado por las boquillas químicas.

La barnizadora de ranura, que a veces se utiliza para el recubrimiento rollo a rollo, dispensa una cantidad constante de líquido de recubrimiento sobre la película o lámina transportada. Como el líquido de recubrimiento no está en contacto con el aire, es ideal para los recubrimientos de mayor calidad y para recubrimientos complejos como las rayas.

Más Información sobre Recubridores

Defectos de Revestimiento

 

Por muy bien que se aplique un revestimiento con una barnizadora de alto rendimiento, dependiendo del líquido de revestimiento y de las condiciones de aplicación, es posible que no se consiga una superficie de revestimiento limpia. En esta sección se describen brevemente los distintos tipos de defectos de revestimiento y sus soluciones.

1. Causados por el Recubridor

Arrastre de aire Debido a la imposibilidad de que el aire salga al aplicar el líquido de recubrimiento sobre el objeto recubierto. Reduce la velocidad de recubrimiento.
Reduce la viscosidad del líquido de recubrimiento y la velocidad de recubrimiento.
Hendiduras y agujeros debido a burbujas de aire Burbujas en el líquido de recubrimiento. Tomar medidas para eliminar las burbujas.
Desnivel en forma de amortiguación horizontal Principalmente debido al sistema de huecograbado inverso. Suprimir la vibración del objeto recubierto o cambiar la velocidad de rotación del huecograbado.
Desigualdad Debido al flujo del líquido de recubrimiento en la película de recubrimiento. Mejorar el líquido de recubrimiento.
Materias extrañas El líquido de recubrimiento se aglomera o se vuelve gelatinoso. Introducir un filtro.
Parpadeo Debido a la elevada tensión superficial del líquido de recubrimiento. Añadir tensioactivo, etc.

2. Causado por el Secado

Si la velocidad de secado es demasiado rápida, es conveniente reducir la velocidad de secado o añada un tensioactivo.
Patrón de viento Secado con aire caliente
Reduzca la velocidad del soplado de aire caliente.

Agrietamiento Encogimiento del revestimiento Evite los revestimientos gruesos.

El recubrimiento es una técnica que se basa en la elección adecuada de la barnizadora, el secado y el líquido de recubrimiento, respectivamente. Es importante seleccionar la barnizadora adecuada, teniendo en cuenta las condiciones del líquido de recubrimiento que se va a utilizar y las especificaciones del horno de secado.

¿Qué es una Caja de Guantes?

 

Una caja de guantes es una herramienta que se utiliza en laboratorios y entornos científicos para mantener las muestras experimentales en un espacio sellado y aislado del aire exterior y de la humedad. Esta herramienta está compuesta por un guante y un recipiente sellado, que permite a los trabajadores manipular los materiales dentro del recipiente sin que entren en contacto con el aire o con sustancias peligrosas. 

Uso de las Cajas de Guantes

En diversos laboratorios, especialmente en el ámbito biológico y de investigación de materiales, es común utilizar cajas de guantes. Estas son particularmente útiles en el cultivo celular y en experimentos que implican la  manipulación de gases dañinos para el cuerpo humano o sustancias que reaccionan al contacto con el aire exterior.

En el campo de la investigación de materiales, es común trabajar con muestras que son muy sensibles a las condiciones ambientales, como la humedad y el oxígeno presentes en el aire. Estos elementos pueden reaacionar con la muestra y afectar su composición o propiedades, lo que puede afectar los resultados del experimento. Para evitar esto, se utilizan las cajas de guantes en el que las muestras se mantienen aisladas del aire y la humedad. De esta manera, se asegura que las muestras se mantengan estables y que los experimentos se realicen de manera controlada y precisa. 

Tipos de Cajas de Guantes

Las cajas de guantes pueden dividirse en dos tipos principales según el mecanismo de control de limpieza interno:

1. Caja de Guantes al vacío

Esta caja de guantes funciona mediante un proceso de evacuación del aire interior, seguido por la inyección de gases inertes como el nitrógeno o el argón, con el objetivo de crear un entorno limpio y libre de oxígeno.

2. Cajas de Guantes de tipo Desplazamiento

La caja de guantes de desplazamiento es otro tipo de caja de guantes que funciona mediante la sustitución del interior con un gas inerte, sin la necesidad de hacer vacío.

A diferencia del tipo al vacío, la caja de guantes de desplazamiento no elimina impurezas como la humedad y el oxígeno, lo que puede afectar la limpieza del espacio interno. 

Por otro lado, es importante seleccionar materiales adecuados para el cuerpo y el guante de la caja de guantes, ya que si la muestra es muy reactiva, puede reaccionar con estos componentes. Por ello, se pueden encontrar caja de guantes de desplazamiento fabricadas con materiales que van desde plástico hasta acero inoxidable para acomodar muestras altamente reactivas.

¿Cómo Elegir una Caja de Guantes?

En términos generales, las cajas de guantes de tipo vacío pueden ofrecer un ambiente con un mayor grado de limpieza y control, pero su uso requiere una bomba de vacío que puede ser costosa y ocupar espacio, lo que la hace menos adecuadas para experimentos sencillos con menos requisitos ambientales. Por este motivo, se recomienda empezar con una caja de guantes de tipo desplazamiento para experimentos que no dependen tanto del ambiente o cuando se esté comenzando a utilizar una caja de guantes.

En ambos casos, es importante seleccionar cuidadosamente los materiales para evitar reacciones no deseadas con las muestras que se planea experimentar.

Otra Información sobre las Cajas de Guantes

1. Cajas de Guantes y Gas Inerte

En la industria, el nitrógeno se utiliza comúnmente como gas inerte no sólo en la caja de guantes sino también en el envasado de alimentos debido a sus propiedades inertes. También se utiliza con frecuencia en plantas de semiconductores y otras relacionadas con la electrónica.

El nitrógeno es ampliamente utilizado debido a su disponibilidad en la atmósfera en una proporción de volumen de aproximadamente el 78,1%, lo que lo hace una opción rentable. Además, su gravedad específica es de 0,97, lo que significa que es relativamente más ligero que el aire (=1), lo que facilita su uso en diversas aplicaciones.

El argón, por su parte, tiene una presencia menor en la atmósfera representando sólo 0,93% en volumen, no obstante, sigue siendo el tercer gas más abundante despues del nitrógeno y el oxígeno. Al ser un gas noble, el argón se caracteriza por una reactividad aún menor que la del nitrógeno. Debido a su gravedad específica de 1,38, es más pesado que el aire y el nitrogeno, lo que le permite acumularse en la guantera y desplazar el aire hacia arriba.

En la selección de gas inerte, también es importante considerar la presión dentro de la caja de guantes. Mantener la presión por encima de la presión atmosférica impide que el aire atmosférico entre por los huecos más pequeños de la caja de guantes, lo que contribuye a mantener un entorno más limpio. Es por eso que los gases inertes son esenciales para garantizar la calidad y la eficacia de los experimentos en las cajas de guantes.

2. Eliminación de la Humedad en el Interior de las Cajas de Guantes

Se puede generar humedad en el interior de la caja de guantes después de que se haya sido sustituido el aire atmosférico con gas inerte. Para eliminar la humedad en la caja de guantes, se utiliza un adsorbente de humedad como el carbón activado o un material especial llamado tamiz molecular.

El tamiz molecular es un tipo de zeolitas cristalinas, es decir, un cristal poroso que puede adsorber impurezas de la caja de guantes por adsorción de moléculas en sus poros. Naturalmente, las propiedades de adsorción pueden controlarse mediante la modificación de su estructura cristalina para que se ajusten a la aplicación deseada. Existe una amplia gama de tipos de tamices moleculares, cada uno con diferentes propiedades de adsorción.

Para la eliminación de la humedad, se puede seleccionar un tamiz molecular con un diámetro de la molécula  inferior a 0,3 nm,  que puede crear una atmósfera de humedad ultrabaja con una temperatura de punto de rocío de -76 °C o inferior (contenido de humedad: <1 ppm). Los tamices moleculares que han absorbido la humedad pueden regenerarse y reutilizarse de nuevo mediante el flujo de gas inerte o calentándolos al vacío.

3. Eliminación del Oxígeno en las Cajas de Guantes

En algunas situaciones, es importante eliminar el oxígeno del interior de las cajas de guantes, por ejemplo, cuando se requiere un ambiente anaeróbico o cuando se manipulan sustancias altamente reactivas con el oxígeno. Para lograr esto, se utiliza un  adsorbente de oxígeno, como el níquel o el cobre, o un catalizador de metal precioso, como el paladio o el platino.

Los adsorbentes de oxígeno necesitan ser regenerados después de haber adsorbido oxígeno, y para hacerlo se les hace pasar un gas inerte con ciertos porcentajes de hidrógeno. Los catalizadores de metales preciosos por su parte, no requieren un gas de regeneración y aunque su costo de instalación es más elevado, son más seguros y tienen menores costos de funcionamiento al no requerir de gas hidrógeno lo que los hace más convenientes en el largo plazo.

4. Puntos a Tener en Cuenta al Utilizar Caja de Guantes

La naturaleza sellada de la caja de guantes hace que se acumule suciedad en su interior debido a los reactivos, por lo que es esencial limpiarla para evitar la contaminación.

Aunque la caja de guantes puede crear una atmósfera muy baja en  humedad y oxígeno, puede deteriorarse rápidamente si entra una pequeña cantidad de aire. Por lo tanto, es importante asegurarse de que se elimine adecuadamente la humedad y el oxígeno al introducir reactivos en la caja de guantes, y realizar un mantenimiento regular para evitar la formación de agujeros en los guantes y asegurar un ambiente estricto dentro de la caja de guantes.

¿Qué es una Máquina de Moldeo?

Las moldeadoras son máquinas utilizadas para moldear plásticos y resinas.

Sus usos específicos incluyen la fabricación de electrodomésticos y componentes. Las máquinas de moldeo por extrusión se utilizan para fabricar tubos y productos de varilla, las máquinas de moldeo se utilizan para espuma de poliestireno y las máquinas de moldeo por soplado se utilizan para productos huecos.

También hay máquinas de moldeo especialmente diseñadas para fluoropolímeros difíciles de procesar y máquinas de moldeo por vacío que moldean en condiciones de vacío, lo que permite un moldeo de alta precisión. Además, las máquinas moldeadoras son adecuadas para la producción en serie, pero ahora también se utilizan para la producción de lotes pequeños.

Por ello, también se han desarrollado máquinas de moldeo flexibles que pueden cambiarse en poco tiempo.

Usos de las Máquinas de Moldeo

Las máquinas de moldeo pueden moldear una amplia gama de materiales, como plásticos, metales, caucho y cerámica. En las industrias del automóvil y eléctrica y electrónica, pueden producir piezas de formas complejas.

En el sector médico, se utilizan para fabricar dispositivos médicos y prótesis. También se utilizan en la industria de la construcción para fabricar materiales plásticos de exterior y materiales para tejados, en la industria alimentaria para fabricar moldes de chocolate y silicona, y en la industria textil para fabricar accesorios para máquinas de hilar y tejer y tejidos.

Principios de las Máquinas de Moldeo

1. Máquinas de Moldeo por Inyección

Las máquinas de moldeo por inyección constan de materias primas plásticas y otros materiales que se calientan e inyectan a través de un orificio de inyección y a los que da forma un molde. En las máquinas de moldeo por extrusión, las materias primas plásticas se colocan en una tolva, se extruyen a través de una abertura de extrusión y se les da forma mediante un molde.

2. Máquinas de Moldeo por Extrusión

Las máquinas de moldeo por extrusión extruyen materiales termoplásticos mediante una presión mecánica y un calentamiento especiales. Las partículas de plástico se alimentan desde el alimentador de la máquina y se funden mediante el tornillo calentado.

El material plástico extruido a alta presión se moldea según la forma de la matriz, creando una forma. Por último, el producto formado se enfría y se separa mediante un sistema de refrigeración.

3. Máquinas de Moldeo por Soplado

Las máquinas de moldeo por soplado calientan el material plástico y lo colocan en una matriz de forma hueca, que se infla mediante presión de aire para formar el producto. En las máquinas de moldeo por soplado, la resina termoplástica se inyecta en el molde, se enfría y se forma, mientras que en las máquinas de moldeo por vacío, la película de plástico calentada se estira sobre el molde en el vacío.

Las máquinas de moldeo funcionan en entornos de alta temperatura y alta presión, por lo que las medidas de seguridad son importantes. Además, los factores que afectan a la calidad del producto moldeado incluyen el tipo y la calidad de las materias primas, el diseño del molde y el ajuste de las condiciones de moldeo. Las máquinas de moldeo son adecuadas para la producción en serie, pero actualmente se están desarrollando máquinas de moldeo flexibles que pueden cambiarse en poco tiempo para la producción de lotes pequeños.

Tipos de Maquinas de Moldeo

Existen diferentes tipos de máquinas de moldeo, como las máquinas de moldeo por inyección, las máquinas de moldeo por extrusión y las máquinas de moldeo por soplado.

1. Máquinas de Moldeo por Inyección

Las máquinas de moldeo por inyección son máquinas que moldean material plástico inyectándolo en un molde. Las máquinas de moldeo por inyección se caracterizan por su alta velocidad y su producción en serie. También están muy automatizadas, ya que los operarios se limitan a manejar la máquina, desde el moldeo hasta la expulsión de forma automática.

Las máquinas de moldeo por inyección forman moldes de plástico calentando y fundiendo el material plástico e inyectando el plástico a través del puerto de inyección. El plástico inyectado en el molde se enfría y endurece, lo que permite moldearlo con la forma deseada.

Las máquinas de moldeo por inyección se utilizan para muchos productos, como paneles y parachoques de coches, ordenadores, mangos de tijeras, jeringuillas y cubiertas de smartphones. El diseño del molde y la tecnología de fabricación son importantes, ya que el molde debe diseñarse en función del material y la forma.

2. Máquinas de Moldeo por Extrusión

Las máquinas de moldeo por extrusión son máquinas que funden, prensan y extruden materiales como plástico, caucho y metal para crear formas como tubos, láminas, perfiles y tuberías.

El plástico o la resina se colocan en una tolva y el material se introduce en un tornillo mientras se ajusta la cantidad. El material se calienta dentro del tornillo para fundirlo y extruirlo. Al final de la extrusión, se coloca una boquilla llamada matriz para determinar la forma.

3. Máquinas de Moldeo por Soplado

Las máquinas de moldeo por soplado utilizan presión de aire para expandir el material, que luego se enfría y endurece al introducirlo en la matriz.

La temperatura aumenta para ablandar el material, que se extruye a través de un tornillo de extrusión para formar un parison. El parison se enfría y se moldea presionándolo contra el molde mientras se insufla aire comprimido en su interior.

¿Qué son las Hojas de Cálculo Electrónicas?

Las hojas de cálculo electrónicas son formularios escaneados y digitalizados creados en Word o Excel en un PC o formularios en papel, y son un método legalmente válido de almacenamiento de documentos.

La eliminación de los formularios en papel no sólo reduce el espacio necesario para su almacenamiento, sino que también disminuye el uso del papel como recurso medioambiental y puede reducir los costes de impresión y sellado. Las empresas también pueden mejorar su eficacia operativa introduciendo formularios electrónicos.

Al pasar los formularios del papel a los datos electrónicos, las empresas también son más resistentes al riesgo de pérdida de datos por catástrofes naturales.

Usos de las Hojas de Cálculo Electrónicas

Las hojas de cálculo electrónicas se utilizan para digitalizar los libros que registran las transacciones realizadas en una empresa y los comprobantes que proporcionan pruebas objetivas de dichas transacciones, sustituyendo a los soportes en papel.

Son utilizadas por muchas empresas, principalmente para labores de contabilidad, y comprenden los siguientes casos de uso.

1. Creación y Gestión de Informes

Los informes de trabajo de campo y los informes de ventas se introducen y envían desde smartphones, tabletas y otros terminales para aumentar la eficiencia y compartir información.

2. Gestión de Órdenes de Pedido

No es raro que los minoristas reciban varios cientos de pedidos al día por fax; los faxes se conectan a un sistema de formularios electrónicos y se almacenan electrónicamente para reducir el espacio de almacenamiento y facilitar su búsqueda.

3. Aprobación y Gestión de las Hojas de Cálculo Electrónicas

No sólo se digitaliza la creación de las hojas de cálculo electrónicas sino que el ciclo de aprobación también se pone en un flujo de trabajo para poder comprobar el progreso. La información también puede compartirse fácilmente dentro de la empresa.

Principios de las Hojas de Cálculo Electrónicas

Los libros de contabilidad  las hojas de cálculo electrónicas son versiones digitalizadas de los libros de contabilidad y los comprobantes en papel. Por ejemplo, se crean y almacenan en formatos como Excel, Word y PDF.

Otro tipo de formato electrónico son los datos de documentos en papel que se han escaneado y convertido a PDF u otros datos de imagen. Las marcas de tiempo se utilizan para evitar manipulaciones y demostrar cuándo existieron los datos.

Las hojas de cálculo electrónicas marcan de tiempo concreto así pues se puede demostrar que no se ha modificado desde entonces.

Cómo Elegir las Hojas de Cálculo Electrónicas

A la hora de seleccionar las hojas de cálculo electrónicas deben tenerse en cuenta los siguientes puntos.

1. Aclaración del Ámbito de Trabajo

Los sistemas de contabilidad electrónica tienen funciones como la creación, distribución, almacenamiento y gestión, pero no se proporcionan todas las funciones. Es importante seleccionar un sistema con las funciones requeridas según el ámbito de su negocio y sus necesidades.

2. Consideración de la Carga para los Usuarios

Al introducir las hojas de cálculo electrónicas conviene reducir al máximo la carga para los usuarios (tanto internos como externos). Por ejemplo, una interfaz con buena operabilidad y visibilidad, y un método de salida compatible con diversos terminales y formatos.

3. Perspectiva de Gobernanza de Seguridad

Dado que las hojas de cálculo electrónicas manejan a menudo información personal y confidencial, las medidas de seguridad son esenciales. Además de funciones básicas como el cifrado de datos y las restricciones de acceso, es necesario seleccionar un sistema que tenga en cuenta el cumplimiento de la legislación y los controles internos.

4. Nivel de Asistencia

Las hojas de cálculo electrónicas requerir mantenimiento y resolución de problemas incluso después de su instalación. Por lo tanto, es importante comprobar el sistema de soporte y el nivel de servicio.

Más Información sobre las Hojas de Cálculo Electrónicas

1. Principales Funciones del las Hojas de Cálculo Electrónicas

Función de preparación de formularios.
Esta función permite diseñar la disposición y los elementos de las hojas del libro mayor. Se pueden utilizar herramientas de diseño y plantillas para crear formularios libremente.

Función de distribución de informes
Esta función se utiliza para distribuir datos de formularios a otras partes. Las hojas de cálculo pueden adjuntarse a correos electrónicos como archivos o descargarse con una URL.

Función de gestión de informes
Esta función gestiona de forma centralizada los datos de las hojas de cálculo electrónicas. Es posible realizar búsquedas por palabras clave y condiciones, así como consultar el historial de navegación y el historial de cambios.

Funciones de seguridad
Funciones para evitar la falsificación o filtración de las hojas de cálculo electrónicas Se dispone de mecanismos como autenticación de usuarios, bloqueos y sellos de tiempo.

2. ¿Qué es la Ley de Contabilidad Electrónica?

La Ley de contabilidad electrónica es una ley promulgada en julio de 1998 relativa al almacenamiento electrónico de formularios. Anteriormente, los documentos relacionados con la fiscalidad nacional debían almacenarse en papel.

Sin embargo, la Ley de Contabilidad Electrónica permite que los documentos se almacenen en formato electrónico. Además, las enmiendas de 2015 hicieron innecesarias las firmas electrónicas para los libros electrónicos, y los contratos y recibos por valor de más de 30.000 yenes también están cubiertos por la Ley.

Aunque se requería una solicitud previa a la Agencia Tributaria para utilizar la Ley de Libros Electrónicos, a partir del 1 de enero de 2022 no será necesaria ninguna solicitud previa. Además, ya no se permite la salida y almacenamiento en papel de los datos intercambiados en transacciones electrónicas.

Hay muchos otros documentos que están sujetos a la Ley de Contabilidad Electrónica, pero debe tenerse en cuenta que los documentos que no están sujetos a la Ley de Contabilidad Electrónica no pueden almacenarse electrónicamente.

• Documentos relacionados con la contabilidad, como libros de diario, libros de contabilidad de deudores, libros de contabilidad de compras, libros de contabilidad de acreedores y libros de contabilidad de activos fijos.
• Documentos financieros como hojas de inventario, balances, cuentas de pérdidas y ganancias, etc.
• Documentos como contratos, recibos, libretas de ahorro, presupuestos y facturas.

¿Qué es un IGBT?

Se denomina IGBT a un transistor bipolar de puerta aislada. La abreviatura de su nombre es IGBT.

Un circuito equivalente puede considerarse en una configuración de circuito de transistor compuesto con un MOSFET de canal N a la entrada y un transistor bipolar de tipo PNP en la salida. Por otra parte, como puede decirse que la estructura tiene un MOSFET en la base de la sección del transistor bipolar, puede generar una corriente de salida muy grande para una corriente pequeña.

Se trata de un semiconductor de alto rendimiento con una tensión de ruptura más alta y menores pérdidas que el MOSFET que sirve de base. El IGBT se desarrolló en Japón en los años 80, y su estructura en aquel momento se denominaba de tipo punch-through.

En los últimos años, con el avance de los procesos de fabricación de obleas, los dispositivos IGBT se han hecho más pequeños y menos caros, y ahora se fabrican dispositivos IGBT sin perforación y con detención de campo.

Usos de los IGBT
Los IGBT se utilizan habitualmente en variadores de velocidad y convertidores de potencia debido a su alta velocidad en condiciones de funcionamiento de alta potencia.

También se utilizan mucho en circuitos inversores para cocinas de inducción, lavadoras y aparatos de aire acondicionado, así como en el control de potencia de grandes electrodomésticos, como impresoras. Con la reciente tendencia hacia la conservación de la energía, el uso de los IGBT, que pueden reducir la pérdida de potencia, se está extendiendo aún más.

Principios de los IGBT
Los IGBT tienen la estructura de un MOSFET a la entrada y un transistor bipolar a la salida, como se explica al principio de este artículo, y sus características son una combinación de las de cada uno.

Debido a los dos tipos de portadoras, su velocidad de conmutación es más lenta que la de un MOSFET pero más rápida que la de un transistor bipolar, y su tensión de resistencia es mejor que la de un MOSFET. Cuando se aplica tensión desde la puerta, que es la parte de entrada de la terminal, la corriente fluye desde el MOSFET y conduce al semiconductor de tipo P, que a su vez amplifica una pequeña cantidad de corriente, como es la naturaleza de los transistores bipolares, permitiendo que fluya una gran corriente entre el emisor y el colector.

Además, la modulación de la conductividad se produce como en un transistor bipolar, de modo que se puede reducir la resistencia a la conexión y aumentar la densidad de corriente. Como se produce una caída de tensión constante entre el colector y el emisor, las pérdidas pueden ser menores que con los MOSFET cuando la corriente es alta.

Más Información sobre los IGBT
1. Acerca de los Circuitos Inversores que utilizan IGBTs
Un circuito inversor es un circuito de conversión de CC a CA utilizado en parejas con un circuito convertidor de CA a CC. Los IGBT se utilizan en este circuito inversor para dar salida a CA con una tensión y frecuencia diferentes.

Los IGBT se conmutan para ajustar el intervalo de encendido/apagado y la anchura del impulso. Al generar y dar forma a diferentes ondas de pulso, la onda de pulso se aproxima más a una onda sinusoidal. Es lo que se denomina modulación de la anchura de los impulsos.

Las funciones de los electrodomésticos se controlan cambiando la velocidad del motor mediante la conversión de frecuencia por modulación de anchura de pulso. Los IGBT se utilizan ampliamente en electrodomésticos como aires acondicionados, frigoríficos, motores industriales y fuentes de alimentación de ordenadores.

2. Diferencias entre IGBT y MOSFET
Los IGBT suelen describirse como una combinación de MOSFET y BJT (transistores de unión bipolar), pero presentan algunos inconvenientes en comparación con los MOSFET. Los IGBT tienen una tensión ascendente que presenta un desplazamiento debido a su configuración, especialmente en el rango de baja corriente. En general, los dispositivos MOSFET tienen VDs más bajos que los IGBT, especialmente en el rango de baja corriente.

Los IGBT se centran principalmente en el rango de corrientes medias y altas, por lo que presentan una menor resistencia a la conexión que los MOSFET en este rango. Aún así, para aplicaciones en las que la eficiencia en el rango de baja corriente es esencial, los MOSFETs tienen mejores características. = 2V, los MOSFETs son superiores en eficiencia, mientras que los IGBTs son superiores a tensiones más altas.

3. Acerca de los Módulos IGBT
Los IGBT son dispositivos complejos y se requiere mucho esfuerzo ensamblarlos para poder controlar su funcionamiento desde cero. Por ello, se comercializan ampliamente módulos IGBT que combinan procesamiento de señales, amplificación, circuitos de protección, diodos parásitos y otros componentes de la parte de control en un módulo compuesto.

Dado que los IGBT son transistores propensos a averiarse si se supera su SOA (Safety Operation Area) o sus valores nominales máximos absolutos, algunos de ellos incorporan circuitos de protección. Los IGBT se desarrollaron para alcanzar tanto la tensión soportada como la velocidad de conmutación, y se han ido mejorando a lo largo de los años. En esta área de dispositivos de potencia, recientemente se han empezado a introducir dispositivos semiconductores de potencia que utilizan nuevos materiales semiconductores compuestos, como el SiC y el GaN.

Estos dispositivos semiconductores de potencia de nueva generación permiten operaciones de conmutación más rápidas que los IGBT y tienen tensiones de ruptura superiores, por lo que la investigación y el desarrollo de estos dispositivos han sido cada vez más activos en los últimos años. Sin embargo, aún quedan cuestiones por resolver, como el coste y el suministro, y no se espera que sustituyan a todo el mercado actual de IGBT.