I connettori vengono utilizzati in quasi ogni sistema elettrico o elettronico di uso quotidiano per collegare due dispositivi attraverso tensione o segnali elettrici. Geometria e caratteristiche fisiche variano a seconda del progetto, dell'applicazione richiesta e dell'ambiente di utilizzo, ma in ogni caso la resina gioca un ruolo da protagonista.
Atra S.r.l. è un’azienda di Pordenone con oltre trent’anni di esperienza in tecnologie di dosaggio resine e processi corollari come trattamento al plasma, forni di polimerizzazione e automazione. Questi processi sono una parte cruciale della produzione elettro-meccanica in molti diversi settori, poiché l’incapsulamento di componenti elettronici in resina liquida (in atmosfera o sotto vuoto) li protegge da condizioni ambientali difficili, evita la corrosione, previene i possibili danni causati da vibrazioni e sollecitazioni meccaniche.
Di seguito illustriamo alcuni esempi di applicazioni in cui Atra ha risolto, attraverso le resine, interessanti sfide nel campo delle connessioni.
Automotive
I connettori maschi nel settore automotive sono disegnati come gusci personalizzati che presentano pin multipli in numero variabile. Spesso solo una parte delle sedi sono necessarie per posizionare i pin: le rimanenti vanno sigillate attraverso la resinatura di precisione della parte posteriore del guscio. Nell’ipotesi di un guscio in cui siano necessari, ad esempio, solo 8 cablaggi e gli altri alloggiamenti restino liberi, al momento della resinatura si verificherebbe la fuoriuscita della resina dagli alloggiamenti privi di pin.
Per risolvere questo problema, Atra ha lavorato in collaborazione con alcune aziende produttrici di resine e con le principali aziende di componentistica per il settore automotive. Sono state così realizzate speciali resine poliuretaniche che aumentano di viscosità secondo una progressione temporale estremamente precisa. In questo modo la resina gelifica esattamente nel momento desiderato all’interno del processo, evitando ogni trafilamento e senza passare attraverso i gap privi di pin (in genere diametri compresi tra 0,2 e 0,4 mm). In particolare le resine più performanti presentano un picco di viscosità così preciso che è possibile resinare la parte posteriore del connettore maschio e riempire tutta la piattaforma dei pin, mentre i fori liberi vengono riempiti solo in parte: la resina gelifica all’interno dei fori, sigillando il sistema con estrema precisione. Ciò avviene grazie ad additivi, proporzionati anche in funzione della temperatura di lavorazione, che vengono aggiunti alla resina.
I connettori così realizzati sono perfetti per il funzionamento in tutte le parti del veicolo esposte all’esterno, ovunque possano essere investiti da un getto d’acqua: ad esempio i portelloni, i fanali, le luci della targa, la luce di retromarcia, e così via.
Altre interessanti applicazioni sono le muffole gel, speciali giunture resinate che proteggono i raccordi elettrici in modo talmente efficace da permettere di interrarli o perfino di stendere cablaggi sottomarini. Nel settore automotive questo a volte viene utilizzato nelle lunghe connessioni necessarie per camion e veicoli commerciali. Si tratta di scatole di derivazione, dotate di agganci rapidi, che inglobano in resina gel (siliconiche o poliuretaniche) i raccordi tra diverse sezioni di cavo e li mantengono completamente annegati nel contenitore. Questa resina mantiene nel tempo la consistenza del gel: ciò garantisce tutta la protezione della resinatura ma al contempo è sufficientemente morbida perché la scatola possa essere riaperta in caso sia necessario un intervento. Dopo la riparazione dei cavi, le due metà della scatola possono essere ricomposte e le due superfici del gel aderiscono nuovamente tra loro in modo perfetto, richiudendosi ermeticamente.
PCB
Nel settore automotive, ma anche dell’utensileria portatile e per altri prodotti come condensatori, interruttori e altro, vengono spesso installati connettori o altri componenti che sporgono di notevole misura dal PCB su cui sono applicati. Sono così esposti a grandi sollecitazioni in vibrazione durante il loro normale funzionamento operativo, con notevole aumento delle possibilità di rottura. Basti pensare che il settore automotive prevede collaudi con accelerazioni fino a 5G.
Per questi casi sono state sviluppate resine poliuretaniche con proprietà speciali, che vengono applicate sui bordi e i punti di contatto tra connettori e PCB, agendo come rinforzo del bloccaggio del componente sulla connessione. Anche dopo la polimerizzazione, queste sostanze mantengono notevoli proprietà elastiche e adesive, riuscendo a ridurre la sollecitazione sulla connessione e ricomponendo elasticamente la vibrazione: la resina agisce cioè come elemento di rinforzo elastico.
Atex
Un altro campo di lavoro interessante per Atra è lo sviluppo di applicazioni Atex nel settore Oil & Gas, dove sono state sviluppate applicazioni di resina impiegate nel campo anti-deflagrante, per costruire e sigillare componenti isolatori o passanti.
Nel secolo scorso gli impianti elettrici progettati per ambienti con pericolo di esplosione erano prevalentemente realizzati con tubi del tipo “freez moon” e le terminazioni di ingresso e uscita dei contenitori erano realizzate con semplici giunti di bloccaggio. Questa tecnica presentava lo svantaggio che, in caso di interventi di ripristino, era necessario recidere il cavo precedentemente sigillato nel giunto. L’avvento del pressacavo ha radicalmente cambiato il metodo di approccio impiantistico, facilitando la posa in opera e dando la possibilità di recuperare il cavo in caso di interventi di ripristino.
I moderni elementi di raccordo Atex vengono sigillati mediante una resina bicomponente con elevate caratteristiche tecniche e meccaniche che viene applicata su ogni conduttore. Gli elementi così trattati devono condurre energia anche ad alti potenziali, fino a 1.000 A, consentendo il contatto elettrico tra corpi interni o ed esterni al sistema protetto. Questo è fondamentale in ambienti estremi, ad alta presenza di polveri, liquidi e vapori infiammabili o esplosivi, come ad esempio nella distribuzione di cavi elettrici in campo petrolifero, chimico e farmaceutico. La tubatura protettiva che conduce i cavi elettrici attraverso ambienti pericolosi presenta inevitabilmente giunzioni, derivazioni a T o Y, gomiti: all’interno di tutti questi fittings, di solito in alluminio, Atra interviene con resine poliuretaniche con opportune caratteristiche tecniche e meccaniche. In questo modo si evita che un’eventuale infiltrazione di gas infiammabili ed esplosivi prosegua lungo tutta la condotta. Gli impianti Atra così sigillati in campo superano collaudi con pressioni fino a 30 bar e 130 °C.
Questa tecnica può essere applicata a tutte le principali componenti di un impianto elettrico con caratteristiche Atex: raccorderia, adattatori, tappi di chiusura, curve a 90°, curve apribili, manicotti, raccordi di bloccaggio, tubi rigidi e flessibili, custodie di derivazione antideflagranti, custodie e pressacavi stagni.
Stirrer
Nel settore delle connessioni di potenza, un interessante esempio di applicazione di resine epossidiche in ambito di industria pesante si trova negli stirrer, ossia gli agitatori magnetici per i crogioli a temperatura di fusione delle leghe metalliche e degli acciai speciali.
Nel crogiolo delle acciaierie è necessario mantenere in sospensione le componenti speciali fino al momento della colata. Se non si facesse così, eventuali cariche di cromo, vanadio, manganese, silicio o altro, che presentano pesi specifici diversi, sedimenterebbero nel crogiolo stratificandosi a diverse quote: al momento della colata si otterrebbero diverse miscele metalliche con diverse proprietà fisiche e chimiche a seconda delle diverse profondità del fluido.
L’involucro che protegge i magneti degli stirrer deve essere alimentato con grandi amperaggi per produrre potenti campi magnetici. Disposti in sequenza e attivati a rotazione, mantengono in agitazione il bagno di metallo fuso. Essi lavorano in un ambiente estremo, perché sono immersi in un ricircolo d’acqua refrigerante sotto pressione, a 80°C. Per un proprio cliente con queste specifiche esigenze, Atra ha realizzato dei sistemi di perfetti passanti isolati che resistono fino a 30 bar di pressione. Questo è possibile grazie alla meccanica precisa, la perfetta tenuta idraulica ed opportune resine e trattamenti superficiali. Tra la boccola meccanica e la guida interna, l’interposizione di particolari resine epossidiche garantisce un basso assorbimento di acqua e un’ottima coppia di resistenza meccanica.
Concludendo, nel corso degli anni Atra ha sviluppato una crescente vocazione come consulente per affiancare ogni cliente e risolvere specifici problemi produttivi. L’azienda cerca sul mercato i materiali, le tecnologie e le esperienze più vicine alle esigenze del cliente, personalizzandole e costruendo la soluzione più adatta ad ogni specifico processo produttivo. Spesso si tratta di inserire in un campo nuovo qualche soluzione già sperimentata in un diverso settore. Atra è arrivata ad esempio ad utilizzare nel settore automotive alcune tecnologie maturate grazie alle iniziali esperienze nel campo ottico. Questa capacità di visione trasversale è una delle caratteristiche che contraddistingue l’attività dell’azienda sul mercato.
