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Juntas de Vacío

¿Qué son las Juntas de Vacío?

Una junta de vacío es un dispositivo de sellado que utiliza las propiedades de un líquido llamado fluido magnético, que es atraído por un imán.

El fluido magnético, aunque sigue siendo fluido, es atraído por el imán como si fuera arena de hierro. Los imanes de las juntas de vacío retienen el fluido magnético y sellan cualquier hueco en el acoplamiento al equipo. Se puede mantener un entorno de vacío impidiendo que el aire, los gases y las partículas entren en el objeto sellado.

La fuerza de retención del fluido magnético viene determinada por la fuerza del imán (fuerza magnética), de modo que cuanto mayor sea la fuerza magnética, mayor será la resistencia a la presión del anillo de fluido magnético.

Usos de las Juntas de Vacío

Las juntas de vacío se utilizan para mantener la calidad en la fabricación de productos en los que las impurezas, el aire o la humedad están estrictamente prohibidos. Debido a su gran eficacia de bloqueo mediante magnetismo fluido, suelen utilizarse en industrias de fabricación con alto vacío, por ejemplo en la fabricación de semiconductores, células solares o paneles OLED para smartphones.

En estas condiciones de fabricación, se requiere un ahorro de energía y equipos de fabricación más compactos, por lo que las juntas de vacío tienen una gama muy amplia de aplicaciones.

1. Semiconductores

En la fabricación de semiconductores, las juntas de vacío se utilizan en equipos de sputtering, CVD e implantación de iones. Éstos requieren un entorno de alto vacío con juntas de vacío para formar películas finas uniformes y controlar las propiedades eléctricas de los semiconductores mediante la implantación de iones.

2. Células Solares

También se utilizan en equipos de extracción monocristalina para la producción de lingotes de silicio, que son esenciales para la fabricación de células solares. Los lingotes de silicio se vacían para evitar la contaminación por polvo y suciedad y la oxidación por el aire durante el proceso de fabricación. Se utilizan juntas de vacío para mantener un entorno de vacío en el equipo.

3. EL Orgánico

En OLED, las Juntas de Vacío son necesarias en la deposición al vacío para la formación de películas finas de elementos OLED. En los últimos años, la demanda de juntas de vacío ha aumentado en consonancia con la creciente demanda de OLED de los LCD.

Principio de las Juntas de Vacío

Las juntas de vacío utilizan un líquido denominado fluido magnético. Un fluido magnético consta de tres componentes: nanopartículas magnéticas (partículas magnéticas), un tensioactivo y un líquido base como agua o aceite.

Las partículas magnéticas suelen aglomerarse entre sí como imanes (fenómeno de espiga) y para evitarlo se suelen utilizar tensioactivos. Los tensioactivos tienen polaridad, lo que significa que los polos iguales se repelen. Como resultado, es posible crear un fluido magnético estable como solución coloidal sin aglomeración.

Además del fluido magnético, en las juntas de vacío se utilizan un imán permanente y un eje giratorio. Las juntas de vacío disponen de un mecanismo para sellar mientras giran a gran velocidad, pero evitan el contacto entre el eje giratorio y el material del polo magnético o el imán permanente. Como los sólidos no entran en contacto entre sí, como ocurre con las láminas de aceite, no hay riesgo de fricción.

Estructura de las Juntas de Vacío

Se fabrica una amplia gama de formas de ejes de sellado, desde productos pequeños de unos pocos milímetros hasta productos grandes de varios metros de tamaño. Las juntas de vacío constan de un eje giratorio y una pieza polar con fuertes propiedades magnéticas, y en el hueco entre ambos materiales se genera un campo magnético.

Al guiar el fluido magnético a través del hueco en este campo magnético, el fluido magnético forma una junta tórica y se adhiere estrechamente a la estructura, impidiendo la intrusión desde el exterior.

Características de las Juntas de Vacío

Gracias al contacto entre el eje giratorio y el fluido, el eje giratorio puede girar como se desee sin sufrir abrasión. Además, como el fluido magnético sella el hueco a lo largo de las líneas de fuerza magnéticas, no fluye hacia el exterior debido a las diferencias de presión, lo que permite mantener un entorno de vacío.

Cuanto mayor sea la fuerza magnética, mayor será la resistencia a la presión del anillo formado por el fluido magnético. Al formar el anillo en varias etapas, se completa una junta de vacío resistente a la presión, que puede soportar presiones más altas.

La naturaleza inerte de los fluidos magnéticos y su baja presión de vapor también influyen en la vida útil de las juntas de vacío. La ventaja de utilizar fluidos magnéticos no reactivos es que son resistentes a la degradación y pueden utilizarse durante mucho tiempo.

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Depósitos de Aire

¿Qué son los Depósitos de Aire?

Los depósitos de aire son un recipiente a presión para almacenar aire comprimido. A veces también se le denomina acumulador.

Están conectados principalmente a continuación (lado secundario) de un compresor de aire, sirven para igualar las fluctuaciones de presión en el aire comprimido suministrado por el compresor y evitar una rápida despresurización cuando se utiliza instantáneamente un gran volumen de aire comprimido.

El efecto que consiguen los depósitos de aire es proteger y prolongar la vida útil del compresor de aire. Como los depósitos de aire actúan como un amortiguador del suministro de aire, ya no es necesario arrancar y parar con frecuencia el compresor de aire.

Además, aunque el compresor deje de funcionar en caso de apagón u otra emergencia, el depósito de aire proporciona un suministro constante de aire comprimido si está conectado, reduciendo así el riesgo de que los equipos accionados neumáticamente pierdan potencia al instante y provoquen un accidente.

Usos de los Depósitos de Aire

Los depósitos de aire se utilizan en líneas neumáticas de diversos tipos de maquinaria y equipos. Los principales fines para los que se utilizan son la igualación de la presión y la protección de los compresores de aire cuando se utilizan grandes volúmenes de aire comprimido. Los depósitos de aire también son esenciales cuando se dan condiciones en las que el consumo de aire del equipo neumático es superior a la descarga de aire del compresor.

Por razones de seguridad, a veces se utilizan depósitos de aire incluso cuando los volúmenes de aire no son insuficientes. Esto se debe a que los cilindros neumáticos pierden su potencia si se corta el suministro de aire comprimido y, por lo tanto, es más probable que funcionen de forma inesperada, por ejemplo, en caso de corte del suministro eléctrico.

Si esto supone un riesgo para el operario, puede instalarse un depósito de aire para garantizar el suministro de aire comprimido a la botella durante un cierto periodo de tiempo después de que el compresor se haya parado.

De este modo se garantiza que los cilindros no se queden repentinamente sin energía, creando una situación que se puede solucionar mientras tanto. Los depósitos de aire también se utilizan a menudo en camiones y otros vehículos grandes. Los camiones utilizan aire comprimido en sus frenos, suspensión y transmisión, y el aire comprimido para accionar estos dispositivos se almacena en depósitos de aire.

Principio de los Depósitos de Aire

Mantener el aire comprimido en un depósito de aire y también la presión por encima de un determinado nivel garantiza la estabilidad de la presión de aire utilizada y la protección del compresor de aire. Los depósitos de aire deben tener capacidad suficiente para cumplir su función.

Además de las conexiones aguas arriba y aguas abajo, el depósito de aire está equipado con un manómetro, una válvula de seguridad y un presostato, y si la presión interna supera la presión que puede soportar el depósito, el aire se expulsa al exterior para reducir la presión por seguridad.

La medida que el compresor de aire toma aire del entorno de la instalación y lo comprime, la humedad del aire se condensará en mayor o menor medida en las tuberías y en los depósitos de aire. Esta humedad debe eliminarse, ya que puede provocar la corrosión del depósito. Por ello, los depósitos de aire también están equipados con una válvula de drenaje para vaciarlos.

En la actualidad, muchas máquinas están equipadas con un dispositivo de drenaje automático (trampa de drenaje). Los desagües no pueden verterse directamente a la red de alcantarillado, ya que pueden contener aceite del compresor o componentes de origen ambiental. Por ello, puede conectarse un purificador de condensados.

Cómo elegir un Depósito de Aire

Al elegir un depósito de aire, el primer paso es determinar la capacidad. La capacidad necesaria puede calcularse o determinarse empíricamente a partir de la potencia del compresor utilizado.

Si se calcula, la capacidad necesaria se establece en función del consumo de aire del equipo neumático, la presión necesaria y, en caso de uso intermitente, el tiempo de uso, teniendo en cuenta la capacidad del compresor para compensar el aire. Por otra parte, si la cifra se calcula empíricamente, se basa en la suposición de que el compresor se ha seleccionado adecuadamente para el consumo de aire y que un compresor de mayor potencia requiere un depósito más grande.

Sin embargo, debe basarse en ejemplos de uso similar: cuantos más equipos neumáticos que consuman aire comprimido, como cilindros y pistolas de aire, se utilicen simultáneamente para un compresor, mayor será la capacidad del depósito de aire necesario. Si no está seguro de la selección, se recomienda consultar con un contratista experimentado en lugar de hacerlo usted mismo.

Más Información sobre los Depósitos de Aire

Los depósitos de aire contienen aire a alta presión en su interior y suponen un riesgo de presión, por lo que es importante una gestión adecuada. En particular, la resistencia (es decir, que no sufra daños debido a que algo lo golpee) y el funcionamiento normal de las válvulas de seguridad y los presostatos son importantes para garantizar la seguridad.

En cuanto a los requisitos legales, en función de la presión atmosférica, el volumen del contenido y las dimensiones, el recipiente puede clasificarse como recipiente a presión de clase II según la Ley de Salud y Seguridad en el Trabajo. En este caso, deben realizarse inspecciones periódicas voluntarias en el lugar de trabajo, etc.

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Medidores de Espesor de Película Húmeda

¿Qué es un Medidor de Espesor de Película Húmeda?

Los medidores de espesor de película húmeda son dispositivos que miden el espesor de la película de una superficie mojada sobre un objeto. La mayoría de los medidores de espesor de película húmeda son analógicos y miden el espesor de la película colocando el medidor sobre la superficie mojada y comprobando visualmente su grado de humedad.

Dado que la medición se lleva a cabo mediante el contacto real de la superficie mojada con el medidor de espesor de película, se trata de un método de inspección destructivo.

También existen productos digitales de medición del espesor de humectación. Pueden clasificarse en tipo peine y tipo rodillo. Las lecturas manuales permiten obtener rápidamente el espesor de la película.

Usos de los Medidores de Espesor de Película Húmeda

Los medidores de espesor de película húmeda se utilizan en el proceso de pintura de automóviles y otros vehículos, en fábricas de alimentos y en laboratorios.

Algunos ejemplos concretos de uso son el control del espesor de la pintura en el proceso de pintado, el control de la cantidad de pintura aplicada en el proceso de producción de alimentos y la medición de la humectación.

Al seleccionar un medidor de espesor de película húmeda, deben tenerse en cuenta la precisión de la medición del espesor de la película, la facilidad de lectura y el tamaño de la cantidad que se va a destruir.

Existe una amplia gama de tipos disponibles, desde materiales económicos que pueden desecharse hasta tipos lavables, en función del tipo de líquido que se utilice.

Principio del Medidor de Espesor de Película Húmeda

El principio de funcionamiento de los medidores de espesor de película húmeda se explica por separado para los medidores de peine y de rodillo.

  • Tipo Peine
    El medidor de espesor de película húmeda tipo peine tiene una ranura en forma de peine de diferentes alturas excavada a intervalos iguales. Cuando se presiona el medidor contra el revestimiento que se va a medir, el líquido penetra en las ranuras. El espesor de la película puede medirse tomando una lectura de la zona que no ha sido penetrada por el líquido. El rango de medición del espesor de la película depende de la distancia entre las alturas de las ranuras. Son baratos, a menudo desechables y adecuados para medir el espesor de la película en lugares donde la limpieza no es fácil, o para productos químicos cuyo contacto directo es peligroso.
  • Tipo Rodillo
    El tipo de rodillo tiene una ranura situada en el centro en la dirección centrífuga del rodillo con diferentes alturas de ranura. Al medir, el rodillo gira contra la membrana a medir y se determina si el líquido se adhiere o no a la ranura central. La parte que destruye el líquido es menor que la del tipo peine. Algunos productos tienen un revestimiento antideslizante.
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Tubos de PVC

¿Qué son los Tubos de PVC?

Los tubos de PVC son tubos de plástico fabricados principalmente con policloruro de vinilo (PVC). Dado que el cloruro de polivinilo es un material resinoso con buenas propiedades de aislamiento eléctrico, los tubos de PVC se utilizan como material de protección para el aislamiento de diversos dispositivos electrónicos.

Cuando se manipulan grandes cantidades de energía eléctrica peligrosa para el cuerpo humano en entornos donde el contacto humano es probable, la protección de cables y terminales con tubos de PVC puede reducir en gran medida el riesgo de descargas eléctricas causadas por el contacto involuntario y las reducciones de seguimiento donde el polvo se acumula y se enciende.

Usos de los Tubos de PVC

La resina de cloruro de polivinilo, materia prima de los tubos de PVC, tiene una resistencia de aislamiento eléctrico superior a 50 kV/mm, casi el doble que el caucho y el polietileno. Por ello, los tubos de PVC se utilizan en todo tipo de equipos electrónicos como material de protección para evitar descargas eléctricas y cortocircuitos.

Para aplicaciones de protección del cableado, también se han desarrollado tubos de PVC termorretráctiles que se contraen al calentarlos. Al calentar el tubo después de pasar el cableado por su interior, el tubo se adhiere al cableado y puede formar fácilmente una capa protectora.

La resina de PVC también tiene una excelente resistencia mecánica, incluida la resistencia al desgarro, resistencia química, resistencia al agua y resistencia a la llama, y tiene un historial probado en el transporte de líquidos inflamables y productos químicos.

Características de los Tubos de PVC

Junto con el polietileno, el polipropileno y el poliestireno, la resina de PVC es un plástico de uso tan universal que se conoce como uno de los cuatro principales plásticos de uso general. Se compone de cadenas moleculares de carbono, hidrógeno y cloro y se clasifica como resina amorfa entre los plásticos de uso general.

A la resina de PVC se le pueden aplicar varios métodos de transformación, como el moldeo por inyección, el moldeo por vacío y el moldeo por soplado, mientras que los tubos de PVC se producen principalmente por moldeo por extrusión. Como resina amorfa, la pérdida de volumen debida a la cristalización es pequeña y pueden obtenerse productos con dimensiones estables.

Además, la resina de PVC es miscible con muchas sustancias, por lo que puede presentar una gran variedad de propiedades cuando se le añaden aditivos. Por ejemplo, las tuberías de PVC son tubos rígidos y ligeros utilizados en viviendas, etc., que, al igual que los tubos de PVC flexibles, están fabricados con resina de PVC.

Aunque tiene muchas ventajas, como el aislamiento eléctrico y la resistencia química descritos anteriormente, la resina de PVC es sensible al calor y se reblandece a unos 85°C, lo que la hace inadecuada para su uso en entornos en los que hace calor durante su utilización. Para los bajos, se han desarrollado tubos de PVC resistentes al frío, que pueden utilizarse en entornos de hasta -40°C sin agrietarse ni desgarrarse.

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Cámaras EMCCD

¿Qué es una Cámara EMCCD?

Una cámara EMCCD es una cámara CCD capaz de detectar niveles bajos de luz gracias a su elemento CCD multiplicador de electrones.

Cuando una cámara CCD ordinaria detecta luz, necesita una cierta cantidad de luz brillante. Cuando la luz se convierte en señales eléctricas, se añade una cierta cantidad de ruido (información no deseada distinta de la luz).

Incluso si la luz débil se convierte en señal eléctrica, ésta queda enterrada en el ruido, por lo que no se puede obtener una imagen de intensidad suficiente. Al detectar la luz y convertirla en señales eléctricas, las cámaras EMCCD pueden detectar la luz débil porque el sensor CCD tiene una función de duplicación electrónica.

Usos de las Cámaras EMCCD

Las principales aplicaciones de las cámaras EMCCD son los microscopios y los telescopios. La zona de observación de un microscopio es muy estrecha y su luminosidad se ve reforzada por una abertura y un reflector, pero la cantidad de luz es insuficiente cuando la imagen es captada por una cámara CCD ordinaria.

Como resultado, las señales eléctricas convertidas a partir de la luz quedan sepultadas por el ruido. En cambio, una cámara EMCCD puede convertir y amplificar la luz tenue en señales eléctricas de intensidad suficiente. Las cámaras EMCCD también se utilizan para compensar la baja intensidad de la luz cuando se fotografían objetos débiles a través de telescopios.

Principio de las Cámaras EMCCD

1. Cómo Funcionan los Sensores CCD

Un CCD (dispositivo de carga acoplada) es un dispositivo de carga acoplada que convierte la luz en señales eléctricas. Mientras que las cámaras convencionales basadas en película (cámaras que utilizan película) utilizan película de haluro de plata para la parte sensible a la luz, los sensores CCD se utilizan en la parte sensible a la luz de muchas cámaras digitales.

Los sensores CCD constan de pequeños elementos (fotodiodos) llamados píxeles. El fotodiodo convierte la luz en una carga eléctrica y el sensor CCD emite la carga en forma de corriente eléctrica para producir una imagen.

2. Cómo Funciona el EMCCD

Debido a las características del flujo de corriente que influyen en el ruido, la señal eléctrica queda enterrada en el ruido en niveles bajos de luz, lo que hace imposible obtener una imagen adecuada. Por ello, el sensor EMCCD duplica la carga convertida de la luz a un nivel no afectado por el ruido.

Al duplicar la carga, también se duplica la señal eléctrica, por lo que el sombreado de la imagen de salida es más claro. De este modo, incluso en microscopios, telescopios y otras aplicaciones en las que es necesario detectar niveles bajos de luz, las cámaras EMCCD pueden utilizarse para adquirir imágenes con suficiente sombreado para ser de utilidad práctica.

Estructura de la Cámara EMCCD

Las cámaras EMCCD constan de una sección de sensor CCD y dos mecanismos denominados registros de ganancia.

1. Sección del Sensor CCD

Los pozos de potencial se crean aplicando diferentes voltajes a los electrodos de la superficie del sustrato de silicio de la unidad del sensor CCD. Cuando la unidad del sensor CCD recibe luz, se genera una carga debido al efecto fotoeléctrico.

Una vez capturada la carga en el pozo de potencial, se digitaliza mediante un convertidor de CA en los CCD convencionales. En cambio, en los EMCCD, la carga se transporta al registro de ganancia para duplicarla antes de que se produzca la digitalización.

2. Registro de Ganancia

Este mecanismo duplica la carga enviada desde la sección del sensor CCD. Aprovecha el fenómeno (fenómeno de ionización por impacto) en el que se aplica un campo eléctrico elevado durante la transferencia de electrones para crear un nuevo par electrón-hueco en un estado de alta energía.

Más Información sobre las Cámaras EMCCD

Factor de Ruido

El ruido EMCCD puede clasificarse en cuatro categorías, cada una de las cuales requiere contramedidas.

1. Ruido de Patrón Fijo
Es el ruido resultante de las variaciones en la sensibilidad de cada píxel del sensor CCD.

2. Ruido de Disparo
Es el ruido que depende del número de fotones que inciden en el sensor CCD. A medida que aumenta el número de fotones, aumenta también el ruido de disparo.

3. Ruido de Disparo Oscuro
La corriente generada en el sensor CCD en ausencia de entrada de fotones se denomina corriente oscura. El ruido de disparo oscuro es el ruido causado por la corriente oscura y el disparo oscuro puede reducirse reduciendo la corriente oscura.

4. Ruido de Lectura
Es el ruido causado por el hardware que compone la cámara, incluido el sensor CCD.

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Monitores de CO2

¿Qué es un Monitor de CO2?

El monitor de CO2 es un dispositivo que mide continuamente la concentración de CO2. Los dispositivos utilizados para medir la concentración de CO2 en el aliento exhalado con fines médicos también se denominan capnómetros.

Entre los dispositivos que miden el CO2, los productos portátiles con una pantalla en tiempo real suelen denominarse monitores de CO2. La pantalla de visualización suele ser digital con un indicador de 7 segmentos, y se recomienda instalar el dispositivo en un lugar que no se vea fácilmente afectado por la exhalación humana o los gases de escape. Como la concentración de CO2 en la atmósfera ronda el 0,4%, la unidad de medida suele ser ppm.

Usos de los Monitores de CO2

Los monitores de CO2 están ampliamente disponibles en el mercado y se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde oficinas hasta agricultura. Los usos específicos incluyen:

  • Comprobación de las condiciones de ventilación en oficinas y salas de reuniones con gran número de personas
  • Control de la concentración de CO2 de las plantas en invernaderos de plástico
  • Comprobación de la concentración de CO2 en zonas densamente pobladas, como tiendas y restaurantes
  • Confirmación de las condiciones de ventilación en habitaciones domésticas
  • Análisis de los gases de escape de calderas y automóviles

Una ventilación inadecuada puede provocar dolores de cabeza y otros efectos negativos, por lo que la medición de la concentración de CO2 se utiliza a menudo como guía.

Puede instalarse en la propia habitación de casa y utilizarse como guía para la ventilación. Los monitores de CO2 se utilizan, por ejemplo, en invernaderos de plástico, ya que es necesario suministrarles regularmente CO2 mediante gas carbónico.

Principio del Monitor de CO2

Los monitores de CO2 más utilizados son del tipo NDIR (concentración infrarroja no dispersiva), que utilizan la propiedad del CO2 de absorber la radiación infrarroja de una frecuencia específica y no interferir con el N2 y el O2, los principales componentes de la atmósfera. En comparación con otros instrumentos de medición, el tipo NDIR se ha convertido en la corriente principal debido a su estructura más sencilla y su menor tamaño.

En el sistema NDIR, el instrumento de medición consta principalmente de una fuente de luz, una célula de muestra, un detector de infrarrojos y un indicador.

La fuente de luz emite radiación infrarroja de una longitud de onda que es absorbida por el CO2, que se transmite a través de la célula de muestra al detector de infrarrojos.

Cuando el aire que contiene CO2 entra en la célula de muestra, la radiación infrarroja se absorbe en proporción a la concentración de CO2. La salida se convierte en concentración de CO2 en función de la cantidad de radiación infrarroja absorbida.

Los principales componentes del aire, N2 y O2, no absorben la radiación infrarroja y, por tanto, pueden detectarse selectivamente, mientras que el vapor de agua y el CO absorben la radiación infrarroja de la misma longitud de onda y, por tanto, interfieren en la medición. Además, al utilizar una fuente luminosa, no es adecuado para medir aire sucio, como los gases de combustión.

Tipos de Monitores de CO2

Existen varios tipos de monitores de CO2 NDIR, dependiendo del número y tipo de fuentes de luz.

1. Tipo Monohaz

El tipo de haz único es un monitor de CO2 con una sola fuente de luz. Al no disponer de una fuente luminosa con la que compararlo, emite más concentración de CO2 cuando la emisión de luz se debilita debido a la degradación de la fuente luminosa con el paso del tiempo o al volumen de polvo.

Sin embargo, tienen la ventaja de que pueden fabricarse a bajo coste debido a su estructura sencilla.

2. Sistema de Dos Fuentes Luminosas

El método de dos haces utiliza dos fuentes de luz y compara ambas para realizar las correcciones. En comparación con el método de haz único, se puede compensar el deterioro de la fuente de luz con el paso del tiempo, lo que permite medir datos precisos.

Sin embargo, la desventaja es que se necesitan dos fuentes de luz, lo que aumenta el número de componentes e incrementa el riesgo de fallos.

3. Tipo Doble Viga

El método de doble haz utiliza dos longitudes de onda de luz infrarroja para medir el CO2. También se denomina método de fuente única y dos longitudes de onda.

Al comparar las dos longitudes de onda, se compensa la degradación de la fuente de luz con el tiempo y es posible realizar una medición precisa del CO2.

Este método tiene menos componentes que el método de dos fuentes de luz y puede medir la concentración de CO2 con más precisión que el método de haz único. Por esta razón, el método de doble haz es actualmente la corriente principal en NDIR.

Más Información sobre el Monitor de CO2

Monitores de CO2 Distintos de NDIR

Otros tipos de monitores de CO2 además del método NDIR incluyen el método del electrolito sólido, que utiliza la relación de equilibrio químico entre el CO2 y el Na2CO3.

Para medir la fuerza electromotriz causada por el aumento o disminución de los iones de sodio en el electrolito sólido y convertirla en una concentración de CO2.

Sin embargo, aunque es menos susceptible a las interferencias de otros componentes, su desventaja es que se ve afectado por la temperatura y la humedad.

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Lötroboter

Was ist ein Lötroboter?

Lötroboter

Ein Lötroboter ist ein Gerät, bei dem ein Lötkolben an einem Roboter zum automatischen Löten angebracht ist.

Durch den Einsatz eines Roboterarms kann in engeren Räumen gelötet werden. Herkömmliche Lötautomaten wie Montagegeräte und Lötmaschinen benötigen mehr Raum. In der Vergangenheit konnte das Löten in engen Räumen nur manuell von Menschen durchgeführt werden.

Einsatzgebiete für Lötroboter

Lötroboter werden zum Löten eingesetzt, eignen sich aber eher für die Herstellung kleiner Mengen verschiedenster Produkte als für Massenprodukte. Sie eignen sich auch gut für das Löten von Teilen mit örtlich begrenzten Lötstellen oder niedrigen Hitzebeständigkeitstemperaturen sowie für andere detaillierte und präzise Arbeiten, die üblicherweise manuell von Arbeitern ausgeführt werden. Dies macht den Prozess jedoch zeitaufwändiger als andere automatisierte Lötanlagen.

Das Löten der Verstärkerplatine des Smart Fiber Sensors beispielsweise wird mit der Einführung von Lötrobotern nach dem Schieberlötverfahren durchgeführt. Der Roboter kann präzise Bereiche mit einer Stegbreite von 0,5 mm und einem Abstand von 1 mm löten. Dies erhöht die Arbeitseffizienz erheblich.

Prinzip des Lötroboters

Lötroboter bestehen aus einem Roboter mit einem Arm, einem Lötkolben, einer Steuerung und einem Programmiergerät, das die Bedingungen festlegt. Einige Roboter sind mit einem Stickstoffgasgenerator ausgestattet, um die Oxidation der Lötkolbenspitze und der Lötoberfläche zu verhindern.

Zu den Robotertypen gehören kleine Tischroboter, SCARA-Roboter und kartesische Roboter, je nach Art des Roboterarms. Sie werden verwendet, indem man die Lötbedingungen über ein Programmiergerät eingibt und sie die vorgeschriebenen Lötarbeiten ausführen lässt.

Arten von Lötrobotern

Zu den Lötrobotern gehören Tischroboter, SCARA-Roboter und kartesische Koordinatenroboter. Darüber hinaus werden sie nach dem Lötverfahren klassifiziert. Die gängigsten Lötverfahren sind das Lötkolbenverfahren und das Laserverfahren. Das Lötkolbenverfahren ist auch heute noch weit verbreitet.

1. Lötkolben-Methode

Bei der Lötkolbenmethode wird der Lötkolben auf fast 350 °C erhitzt, und das Lot wird aus der Spitze des Kolbens gegossen, um das Metall zu verbinden. Im Gegensatz zum Reflow-Lötverfahren, bei dem das Lötzinn aufgetragen und dann erhitzt wird, um das Lot zu schmelzen, wird bei der Lötkolbenmethode die Hitze nicht direkt auf die elektronischen Bauteile übertragen. Daher ist es möglich, qualitativ hochwertige Lötungen mit minimalen thermischen Schäden durchzuführen.

2. Laserlötverfahren

Beim Laserverfahren wird das Lot durch einen Laserstrahl geschmolzen. Bei diesem Verfahren wird ein Laserstrahl durch eine Linse oder einen Spiegel fokussiert um den Strahl mit hoher Dichte zu bilden. Dieser erhitzt wiederum ein Objekt auf eine hohe Temperatur. Bauteile und Lot werden in dem Bereich platziert, in dem der Laserstrahl auf das Objekt trifft, und das Lot wird gelötet. Diese Lasermethode eignet sich wegen des berührungslosen Lötens für enge und feine Bearbeitungen.

Weitere Informationen über Lötroboter

1. Vorteile des Einsatzes von Lötrobotern

Die Vorteile des Einsatzes von Lötrobotern liegen in der höheren Automatisierung, Geschwindigkeit und Genauigkeit des Lötvorgangs. Ein guter Lötvorgang hängt von der Temperatur des Lötkolbens, der Kontaktzeit mit der Leiterplatte, der Kontaktfläche, sowie anderen Faktoren ab.

Wenn diese Faktoren nicht präzise kontrolliert werden, kann die Temperatur des Lötkolbens zu niedrig oder die Kontaktzeit zu kurz sein, was zum Abplatzen des Lots führen kann. Das Flussmittel führt zu einer schwachen und brüchigen Verbindung. Dasselbe gilt für verbranntes Lot, das durch unzureichende Wärmeleitung verursacht wird. Diese Situation tritt besonders häufig an Arbeitsplätzen auf, an denen unerfahrene Arbeiter arbeiten, was die Fehlerquote erhöht und die Produktionseffizienz senkt.

In solchen Fällen ist es sinnvoll, Lötroboter in der Werkstatt einzusetzen. Die meisten Lötroboter sind in der Lage, die Positionierung in 0,1-mm-Schritten zu steuern und haben eine hohe Positionswiederholgenauigkeit (Arbeitsgenauigkeit). Darüber hinaus können motorgetriebene Roboter mit hohen Geschwindigkeiten arbeiten, was bedeutet, dass sie schneller arbeiten können als Menschen und menschliche Fehler aufgrund von Ermüdung vermeiden.

2. Systematisierung von Lötrobotern

Die meisten Lötroboter können relativ einfach systematisiert werden. Normalerweise ist ein komplexer Programmieraufwand erforderlich, um einen Roboter in eine Produktionslinie zu integrieren. So muss beispielsweise ein vertikaler Knickarmroboter mit einer bestimmten Robotersprache programmiert werden.

Steht die vom Roboter auszuführende Arbeit jedoch bereits fest, wie es bei Lötrobotern der Fall ist, wurde die Programmierung in vielen Fällen vom Roboterentwickler vorgenommen. Daher muss der Benutzer nach der Installation nur noch Parameter wie Lötpositionsinformationen und Heizzeit einstellen, und der Roboter kann in die Produktionslinie integriert werden.

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Placas Base ATX

¿Qué es una Placa Base ATX?

La placa base ATX es una placa electrónica con el conjunto más básico de dispositivos para formar un sistema para un ordenador con especificaciones ATX.

Abreviada como MB, también se conoce como placa del sistema, placa base o placa lógica. Todos los componentes de un ordenador están conectados a la placa base de alguna manera a través de cables y conectores, y la comunicación y el suministro de energía entre los distintos componentes también se realiza a través de la placa base.

La placa base es el corazón del ordenador y desempeña un papel importante en su funcionamiento básico. Sin embargo, debido a las conexiones con todos los componentes, las especificaciones de una placa base son complejas, con muchos métodos de conexión y estándares de comunicación diferentes.

Si los métodos de conexión y los estándares de comunicación no son compatibles, no se puede demostrar plenamente el rendimiento de las piezas utilizadas o, en el peor de los casos, las propias piezas no se pueden conectar y no se pueden utilizar, etc. Por lo tanto, es necesario realizar una cuidadosa investigación preliminar antes de la selección.

Usos de las Placas Base ATX

Las placas base ATX se utilizan para los componentes internos de ordenadores de sobremesa y servidores en combinación con fuentes de alimentación ATX, CPU, memoria y dispositivos de almacenamiento externo.

Existen estándares para el tamaño de las placas base. Las placas base más grandes tienen un mayor número de terminales disponibles, lo que permite conectar más piezas y, por tanto, una mayor capacidad de ampliación.

Existen cuatro estándares de tamaño principales para los ordenadores de fabricación casera

  • ATX
  • Micro ATX
  • Mini ITX
  • Nano ITX

La principal diferencia es que cada una de estas placas base tiene un tamaño diferente como placa base, por lo que cuanto más pequeña sea la placa base, menor será el número de terminales conectables.

El tamaño más pequeño significa que se pueden instalar en carcasas de PC más pequeñas, por lo que se utilizan principalmente cuando se quiere construir un ordenador más pequeño para ahorrar espacio.

El precio de una placa base más pequeña también suele ser inferior, por lo que hay que tenerlo en cuenta cuando se quiere mantener el precio bajo.

Las placas base ATX son las de mayor tamaño estándar y, por tanto, pueden instalarse en carcasas de PC compatibles, principalmente de torre media y superiores.

Las placas base Micro ATX y Mini ITX más pequeñas son compatibles con carcasas de PC más pequeñas, como las minitorres, y pueden ahorrar espacio en comparación con las placas base ATX. Además, los orificios para el montaje de la placa base están estandarizados según la compatibilidad de las placas base.

Las especificaciones requeridas de la placa base dependen del número de piezas y estándares de comunicación que se vayan a instalar, como dispositivos de conexión y tarjetas de expansión, por lo que es necesario seleccionar una placa base que cumpla los requisitos.

Principio de la Placa Base ATX 

Las placas base ATX constan de una placa de circuito integrado con un patrón transferido a una placa de circuito impreso, y la placa está hecha de un material duro y no conductor. En la placa de circuito impreso se montan zócalos, terminales y varias ranuras para conectar otros componentes.

Las placas base ATX contienen los siguientes componentes, en función de los componentes instalados Antes de utilizarlas, deben tenerse en cuenta el entorno operativo y los requisitos de rendimiento.

1. Chipset

Este controla el flujo de datos de las interfaces externas. El rendimiento del chipset determina las funciones que se pueden instalar.

2. Zócalo de la CPU

Es el componente en el que se monta la CPU. Al instalarlo, es necesario comprobar que el chipset coincide con el estándar de la CPU correspondiente; existen dos estándares principales de CPU, Intel y AMD, por lo que es necesario comprobar la forma del zócalo de la CPU que se va a utilizar antes de hacer una selección. Algunas placas base pueden montarse a bordo.

3. Zócalo de Memoria

Es el componente en el que se instala la memoria. Existen diferentes estándares de memoria, como “DDR4”, que afectan principalmente a la velocidad de transferencia/procesamiento de datos. La forma del zócalo difiere en función del estándar de memoria, por lo que es necesario comprobar que coincide con el estándar correspondiente.

4. BIOS

Programas que permiten al usuario comprobar y manejar información básica sobre el hardware conectado en la placa base, así como el estado de la fuente de alimentación.

5.CMOS

Chip IC que almacena la información de configuración de la BIOS.

6. Batería

Este contiene la información de configuración de la BIOS y hace funcionar el reloj. Como las pilas de botón suelen suministrar energía, es necesario sustituirlas con regularidad, ya que agotar la energía de las pilas de botón puede provocar fallos de funcionamiento.

7. Conector de Alimentación ATX

Se trata de clavijas para suministrar alimentación a la propia placa base. Dependiendo de la placa base, el número de clavijas puede aumentar o disminuir debido a la combinación de alimentación que se puede suministrar, por lo que es necesario comprobar si la fuente de alimentación es compatible.

8. Altavoz

Emite pitidos para avisarte de errores en la placa base.

9. Conector IDE / Conector SATA / Ranura M.2

Los conectores para dispositivos de almacenamiento externo como discos duros, unidades SSD y unidades ópticas. El número de conectores determina el número de dispositivos de almacenamiento externo que se pueden conectar, por lo que es aconsejable elegir una placa base con mucho espacio en previsión de futuras ampliaciones de dispositivos de almacenamiento externo.

10. Ranura PCI

Son ranuras en las que se pueden insertar tarjetas de expansión para aumentar diversas funciones.

11. Ranura PCI Express

Las ranuras para conectar tarjetas de expansión o tarjetas de vídeo; también se utilizan como ranuras de conexión para unidades SSD debido a sus mayores velocidades de transferencia que las ranuras PCI. Dependiendo de la forma de la tarjeta de vídeo, hay que tener en cuenta sus dimensiones, ya que pueden interferir con los componentes circundantes y no se pueden utilizar todas las ranuras.

Más Información sobre las Placas Base ATX

1. Estándar de la Placa Base ATX

Las placas base ATX están definidas por el estándar ATX: cualquier placa base ATX tiene un tamaño de 305 x 244 mm.

Si quieres montar un PC más pequeño, puedes utilizar una placa base Micro-ATX o Mini-ATX. El tamaño de la placa Micro-ATX es de 244 x 244 mm, mientras que el de la Mini-ATX es de 170 x 170 mm, respectivamente.

Las placas de menor tamaño son menos ampliables, ya que disponen de menos ranuras PCI Express y de memoria.

Las ATX suelen tener de cuatro a siete ranuras PCI Express y de cuatro a ocho ranuras de memoria, mientras que las Mini-ATX tienen de cero a una ranura PCI Express y sólo una o dos ranuras de memoria. Es necesario seleccionar una placa base pensando en la capacidad de ampliación futura.

2. Chipset de la Placa Base ATX

Las placas base ATX están equipadas con chipsets desarrollados por distintas empresas. Hay dos tipos principales entre los que elegir: chipsets de CPU Intel desarrollados por Intel y chipsets de CPU AMD desarrollados por AMD.

El chipset determina qué CPU de la compañía se puede instalar, por lo que siempre debe comprobar el chipset al elegir una placa base. Tener en cuenta que el chipset de una placa base no puede sustituirse posteriormente y es específico de la placa base.

El chipset se encarga de comunicar los datos procesados por la CPU a la memoria, las unidades de disco, las ranuras de expansión, etc. Por esta razón, a veces se les denomina puentes.

La generación del chipset marca una gran diferencia en el rendimiento de la placa base y del PC en su conjunto, por lo que, al comprar una placa base, hay que comprobar con qué generación de chipset está equipada.

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Aluminio Anodizado Negro

¿Qué es el Aluminio Anodizado Negro?

El anodizado negro es un tipo de anodizado coloreado en el que la superficie del aluminio que se tinta de negro.

Se denomina aluminio anodizado al aluminio sometido a un proceso de anodización, por el que la superficie se cubre con una película de óxido mediante electrólisis en un ánodo. Este es más resistente a la corrosión que el aluminio tal cual.

El grado de brillo puede modificarse mediante un tratamiento antes y después del proceso, y existen distintos tipos, como el aluminio anodizado negro mate y el aluminio anodizado negro brillante. Es posible seleccionar el tipo que mejor se adapte a la función y la decoración visual del producto que se vaya a utilizar.

Usos del Aluminio Anodizado Negro

El aluminio anodizado negro se utiliza en una amplia gama de productos, desde artículos cotidianos como productos de aluminio y menaje del hogar hasta maquinaria eléctrica, automóviles y barcos, debido a su gran resistencia a la corrosión y al desgaste, así como a su elevada dureza y propiedades aislantes.

Entre los productos específicos se incluyen artículos domésticos como fiambreras, botellas de agua y utensilios de cocina como ollas y sartenes, equipos industriales como automóviles, componentes de semiconductores y equipos médicos, así como el interior de barcos y aviones. El aluminio anodizado negro brillante y el aluminio anodizado negro mate también se utilizan para productos ópticos.

Principio del Aluminio Anodizado Negro

El anodizado negro se produce en el siguiente orden: primero anodizado del sustrato de aluminio y posteriormente teñido del anodizado.

1. Anodizado

El anodizado es un método de tratamiento en el que el aluminio se somete a electrólisis como ánodo para producir una capa de aluminio anodizado en la superficie del aluminio.

En el anodizado, la superficie del sustrato de aluminio se disuelve primero en el electrolito antes de que se forme la capa anodizada, de modo que la película consta de dos capas: una película barrera no porosa y una película porosa. La capa de aluminio anodizado es dura, resistente a la abrasión y a la corrosión, y protege el sustrato de aluminio subyacente.

Mientras que el chapado es un método de tratamiento en el que se utiliza la electrólisis como cátodo del objeto chapado para depositar una película metálica en la superficie, el anodizado es un método en el que el sustrato de aluminio se utiliza como ánodo y se electroliza él mismo.

2. Tinción del Aluminio Anodizado

Como ya se ha mencionado, se forma una capa de película porosa en el revestimiento de aluminio anodizado. En la producción de aluminio anodizado negro, el colorante se introduce en un tanque de teñido y el colorante negro se vierte en estas cavidades, donde es adsorbido por las células, y una vez adsorbido, las cavidades se sellan mediante un proceso de sellado.

La cantidad de colorante adsorbido depende del grosor de la película de óxido de aluminio anodizado, por lo que si se desea un color más oscuro, hay que aumentar el grosor de la película y la cantidad de colorante adsorbido. El aluminio anodizado negro brillante y el aluminio anodizado negro mate se tratan previamente con productos químicos.

El aluminio anodizado negro brillante es un aluminio anodizado con un brillo añadido. Por el contrario, en el anodizado negro mate, se elimina el brillo aplicando un acabado mate.

Tipos Aluminio Anodizado Negro

El aluminio anodizado negro puede clasificarse en función del grosor de la película y del tinte.

1. Espesor de la Película

El grosor estándar de la película de aluminio anodizado negro es de aprox. 10-30 µm; si el grosor de la película es fino, por ejemplo inferior a 10 µm, la cantidad de colorante que se adhiere a la película superficial se reduce y no puede conseguirse un efecto suficiente. Debe garantizarse un cierto grado de espesor de la película, especialmente si se desea obtener un color negro uniforme.

Aunque pueden formarse películas más gruesas de 30 µm o más, no pueden aplicarse en zonas con restricciones físicas, como el interior de tubos largos y delgados o el interior de partes de formas afiladas (bordes afilados).

El rendimiento de la película producida por aluminio anodizado negro varía mucho en función del material, por lo que debe considerarse el espesor de la película teniendo en cuenta la compatibilidad de los tintes.

2. Tintes

Los tintes de complejos orgánicos de cromo son típicos de los tintes de aluminio anodizado negro. La molécula del tinte tiene una estructura en la que un ligando orgánico está unido al cromo metálico en una proporción 1:1 o 1:2. La complejación del ligando orgánico con el cromo aumenta la resistencia a la luz y al calor en comparación con un solo ligando de cromo.

La complejación del ligando orgánico con el cromo aumenta la resistencia a la luz y al calor del tinte en comparación con el ligando de cromo simple. Como el diámetro de los poros de la película es de varios cientos de Å, mientras que el tamaño de las moléculas de colorante es de aproximadamente varias decenas de Å, las moléculas de colorante penetran en los poros de la película y se colorean por adsorción.

Los principales ligandos orgánicos son anillos aromáticos, como el benceno y el naftaleno, a los que se unen grupos sustituyentes que muestran propiedades cromógenas, como los grupos nitro y azo. También se han desarrollado colorantes a los que se unen grupos de ácido sulfónico, hidroxi o amino para aumentar la solubilidad en disolventes.

En el aluminio anodizado negro, los rayos ultravioleta y el calor de la luz solar pueden descomponer las moléculas de colorante, lo que provoca decoloración y desvanecimiento. Esto se debe básicamente al uso de tintes orgánicos. Por eso, en los últimos años se han desarrollado tintes resistentes a los rayos ultravioleta y a otros elementos.

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Bomba de Alta Presión

¿Qué es una Bomba de Alta Presión?

Las bombas de alta presión son bombas que funcionan mediante presión diferencial y tienen una presión elevada de aspiración y descarga. No existe una definición clara de “alta presión” en términos de valores de presión.

Algunos fabricantes denominan a sus productos “bombas de alta presión” para modelos con un rendimiento de 1.000 MPa o más, mientras que otros hacen lo mismo para modelos con un rendimiento de unos 300 MPa.

Del mismo modo, las bombas capaces de grandes alturas de elevación (la altura a la que puede bombearse un fluido) se denominan a veces bombas de alta presión.

Usos de las Bombas de Alta Presión

Las bombas de alta presión se utilizan en una gama muy amplia de aplicaciones, como en bombas de alimentación de calderas (BFP) para la generación de energía, bombas de descalcificación en el proceso de fabricación de lavadoras, frigoríficos y automóviles, y en la tecnología de desalinización (que produce agua dulce a partir de agua de mar para su uso como agua potable en regiones con grave escasez de agua, como en El Oriente Medio.

También se utilizan en una amplísima gama de aplicaciones, como en la tecnología de desalinización de agua de mar (que produce agua dulce a partir de agua de mar para su uso como agua potable en regiones con grave escasez de agua.

Estas se utilizan en limpiadoras de alta presión, ya que las bombas de alta presión pueden realizar una limpieza y decapado potentes con una pequeña cantidad de agua (la llamada “limpieza por chorro”).

Principio de las Bombas de Alta Presión

Las bombas que producen alta presión son las bombas centrífugas, que se encuentran entre las bombas sin desplazamiento.

La capacidad de las bombas centrífugas para generar presión aumenta en el orden de las bombas de voluta, las bombas de turbina y las bombas de voluta multietapa, y los principios de estos tipos se explican a continuación.

Las bombas de voluta tienen un impulsor dentro de la carcasa, que es girado por un motor. Este aspira líquido desde la dirección del eje de rotación al que está unido el impulsor, el líquido que se encuentra en su interior crea una diferencia de presión entre el centro y la periferia a medida que el impulsor gira.

Cuando el líquido se aspira desde el centro de baja presión, la fuerza centrífuga lo empuja en la dirección perpendicular al eje (dirección centrífuga), es decir, hacia el exterior, y la presión sigue aumentando en la cámara de vórtice (voluta) dentro de la carcasa y finalmente se envía al exterior a través del puerto de descarga.

En las bombas de turbina, además de esto, alrededor de la periferia del impulsor giratorio se disponen álabes fijos no giratorios denominados álabes guía, y la velocidad del líquido que sale del impulsor es guiada hacia los álabes guía, donde se desacelera gradualmente a medida que pasa entre ellos y se convierte en energía de presión. Así se descarga finalmente el líquido a alta presión.

En las bombas de voluta multietapa, los álabes giratorios y la carcasa se apilan en un solo eje para aumentar la altura de elevación por etapas, lo que permite alcanzar una altura de elevación aún mayor.