Madame Lelica

projektując produkt do masowej produkcji, inżynierowie muszą wziąć pod uwagę materiały—nie tylko pod względem wytrzymałości lub wagi, ale także z punktu widzenia montażu. Większość produkowanych obecnie elementów jest wykonana z żywic plastikowych, metalu lub obu. Gdy wszystkie części w Twoim zespole są wykonane z tego samego materiału, wybór rozwiązania klejenia może być stosunkowo prosty: wystarczy znaleźć „najlepszy klej epoksydowy do plastiku” lub najlepszy klej do metalu .,

jednak, gdy trzeba połączyć różne materiały-takie jak plastik i metal – proces decyzyjny staje się nieco bardziej niuansowy. Oszczędność wagi zawsze była priorytetem dla producentów lotniczych, ale wraz z rosnącą tendencją do lekkości w przemyśle motoryzacyjnym, zapotrzebowanie na niezawodny sposób łączenia metalu z tworzywem sztucznym jest tym bardziej palące.,

Inne zastosowania, które łączą metal z tworzywem sztucznym, obejmują:

• polipropylen z aluminium do paneli samochodowych
• Uretan ze stalą do uszczelek i uszczelek
• Poliwęglan Z aluminium do obudów akumulatorów

wyzwania związane z klejeniem Wielomateriałowym

istnieje wiele opcji łączenia takich materiałów-czy to z tworzywa sztucznego, czy z metalu, czy z metalu do łączenia plastiku z metalem są bardziej ograniczone. Części z tworzyw sztucznych są zazwyczaj łączone z elementami metalowymi za pomocą klejów lub mechanicznych elementów złącznych., Ponieważ ta ostatnia opcja często wymaga wiercenia otworów—co może być kosztowne i czasochłonne-kleje mogą być preferowane, jeśli twoim celem jest zminimalizowanie czasów cyklu lub kosztów jednostkowych.

inne zalety klejenia obejmują rozłożenie ładunków na całej połączonej powierzchni, a nie koncentrację ich w punktach mocowania, oraz działanie jako izolator między połączonymi powierzchniami, aby uniknąć ryzyka niepożądanych interakcji galwanicznych między podłożami a łącznikami., Dzięki bardziej wydajnemu zarządzaniu obciążeniem, zastosowanie kleju może również pozwolić na zmniejszenie grubości i ciężaru klejonych materiałów.

chociaż twój uniwersalny klej do tworzyw sztucznych może świetnie sprawdzać się w zastosowaniach z tworzyw sztucznych na plastik, może nie być najlepszym klejem z tworzyw sztucznych na metal. Wybór najlepszego kleju do zastosowań z tworzyw sztucznych do metalu oznacza uwzględnienie wielu czynników. Mówiąc dokładniej, inżynierowie muszą wziąć pod uwagę względną energię powierzchni, moduł sprężystości i rozszerzalność cieplną klejonych materiałów.,

Energia powierzchniowa

aby znaleźć najlepszą żywicę epoksydową do tworzyw sztucznych, musisz wiedzieć, czy plastik, którego używasz, ma wysoką energię powierzchniową (HSE) lub niską energię powierzchniową (LSE). W przypadku tworzyw sztucznych HSE, takich jak ABS lub poliwęglan, kleje łatwiej przepływają, zwilżając powierzchnię, tworząc silne wiązanie. Natomiast większość klejów i taśm ma trudny czas przyklejania się do tworzyw sztucznych LSE, takich jak polietylen lub polipropylen.

jeśli energia powierzchniowa jest twoim jedynym problemem, Tworzywa sztuczne HSE są oczywistym wyborem; ale, jak wie większość inżynierów, nierozsądne jest Wybieranie materiału na podstawie jednej właściwości. Koszt jest zawsze czynnikiem w produkcji i, niestety, tworzywa HSE wydają się kosztować więcej niż LSE.

moduł sprężystości

znany również jako moduł sprężystości, moduł sprężystości reprezentuje odporność materiału na odkształcenie nie trwale pod naprężeniem, zdefiniowany jako nachylenie jego krzywej naprężenia-odkształcenia w obszarze odkształcenia sprężystego., Im wyższy moduł sprężystości, tym sztywniejszy materiał.

Jeśli pracujesz z klejem tylko do plastiku lub metalu, elastyczność materiału nie jest problemem, ale jeśli musisz przyklejać plastik do metalu, musisz wziąć pod uwagę moduł sprężystości obu materiałów, a także wartość docelową dla kleju z tworzywa sztucznego do metalu. Zazwyczaj, gdy trzeba związać metalu z tworzywa sztucznego, będziesz chciał dążyć do wiązania, które ma moduł sprężystości gdzieś pomiędzy modułami dwóch materiałów.,

rozszerzalność cieplna

zakres, w jakim Twój zespół—lub jego części—zmieni kształt, powierzchnię lub objętość w odpowiedzi na temperaturę jest zawsze problemem w projektowaniu i produkcji produktu, ale pogarsza się w przypadku łączenia wielu materiałów. Metale i Tworzywa sztuczne mają różne współczynniki rozszerzalności cieplnej, więc najlepszy klej do łączenia tworzyw sztucznych z metalem pomieści tę różnicę.

najlepiej byłoby, gdyby współczynnik rozszerzalności cieplnej dla samego kleju był znikomy., Może jednak odgrywać rolę w wydajności montażu, ponieważ temperatury ulegają wahaniom. Oprócz uwzględnienia CTE kleju, jego elastyczność i wydłużenie będą miały wpływ na to, czy Wiązanie będzie poruszać się wraz z podłożami w miarę ich rozszerzania się lub kurczenia.

Jak łączyć różne materiały

kluczowe pytanie, które leży u podstaw każdej aplikacji kleju, to ile siły wiązania potrzebujesz.,

typowy klej niestrukturalny ma siłę wiązania mniejszą niż 1000 psi, podczas gdy kleje strukturalne lub nośne mają siłę wiązania 1000 psi i wyższą.

w przypadku części niestrukturalnych, takich jak przełączniki membranowe i zestawy przyrządów, Ultra-czysty klej Do Laminowania 3m 502fl wiąże się na styku po wytarciu podłoża na kurz. Kleje do laminowania 3M mogą również wiązać Tworzywa sztuczne LSE z lekko naoliwionymi metalami przy minimalnym przygotowaniu powierzchni i mogą wytrzymać temperatury do 350° F, dzięki czemu doskonale nadają się do zastosowań w montażu elektroniki.,

W przypadku klejów strukturalnych Kleje strukturalne 3M Scotch-Weld są dwuskładnikowymi akrylami, które łączą Tworzywa sztuczne LSE i HSE o wytrzymałości przekraczającej moc klejonych materiałów. Może to wyeliminować dodatkowe kroki związane z użyciem śrub lub nitów i uniknąć ograniczeń związanych ze spawaniem tworzyw sztucznych.

kolejną opcją kleju są taśmy 3M VHB , które są wystarczająco mocne, aby zastąpić nity i śruby do wielu zastosowań., W stanie wiązać zarówno Tworzywa sztuczne HSE, jak i LSE, nośnik z pianki akrylowej o zamkniętych komórkach może pochłaniać uderzenia, wilgotne wibracje i zginać się w odpowiedzi na rozszerzalność cieplną i skurcz, dzięki czemu jest dobrym rozwiązaniem jako klej z tworzywa sztucznego na metal.

wybór najlepszego kleju do plastiku na Metal

Jeśli szukasz kleju do plastiku na metal, musisz wybrać odpowiedni klej do plastiku, którego używasz.,

poliwęglan i ABS są zazwyczaj najłatwiejszymi tworzywami do łączenia z metalami, podczas gdy wyjątkowo gładkie lub LSE Tworzywa sztuczne, takie jak polipropylen i polietylen stanowią większe wyzwanie. Podkłady, takie jak 3M Scotch-Weld Instant Adhesive Primer AC77 , mogą znacznie zwiększyć siłę wiązania na materiałach o niskiej energii powierzchniowej.

ostatecznie łączenie wielu materiałów polega na znalezieniu kompromisu między właściwościami innych materiałów, takich jak plastik i metal., Aby z powodzeniem łączyć różne materiały, należy wziąć pod uwagę ich względną energię powierzchniową, moduł sprężystości i współczynnik rozszerzalności cieplnej.

Jeśli nie masz pewności, który klej jest najlepszym kompromisem między właściwościami materiału podłoży, zastanów się nad skontaktowaniem się z ekspertem, który pomoże Ci wybrać najlepsze rozwiązania projektowe.

chcesz więcej takich pomocnych treści od 3M? Zapisz się, aby pozostać w kontakcie!

Ten post jest sponsorowany przez 3M. wszystkie opinie są moje. – Ian Wright

3M, Scotch-Weld i VHB są znakami towarowymi firmy 3M.