la proiectarea unui produs pentru producția de masă, inginerii trebuie să țină cont de materiale—nu numai în ceea ce privește cerințele de rezistență sau greutate, ci și din perspectiva asamblării. Cele mai multe componente fabricate astăzi sunt fabricate din rășini din plastic, metal sau ambele. Când toate piesele din ansamblul dvs. sunt fabricate din același material, alegerea unei soluții de lipire poate fi relativ simplă: găsiți doar „cel mai bun epoxid pentru plastic” sau cel mai bun adeziv pentru metal ., cu toate acestea, atunci când trebuie să vă alăturați materialelor diferite—cum ar fi plasticul și metalul—procesul de decizie devine un pic mai nuanțat. Economisirea greutății a fost întotdeauna o prioritate pentru producătorii aerospațiali, dar odată cu tendința crescândă de greutate ușoară în industria auto, cererea pentru o modalitate sigură de a lega metalul de plastic este cu atât mai presantă.,
Alte aplicații care bond metal la plastic includ:
- Polipropilenă din aluminiu pentru vehicule panouri
- Uretan pentru oțel, pentru sigilii și garnituri
- Policarbonat să aluminiu pentru baterie carcasa
Multi-Material de Lipire Provocări
Există o mulțime de opțiuni pentru aderarea cum ar fi materiale—fie din plastic la plastic sau metal-to-metal—dar selecții pentru aderarea la plastic la metal sunt mai limitate. Piesele din Plastic sunt de obicei îmbinate cu componente metalice folosind fie adezivi, fie elemente de fixare mecanice., Deoarece această din urmă opțiune necesită adesea găuri de găurire—care pot fi costisitoare și consumatoare de timp-adezivii pot fi preferabili dacă obiectivul dvs. este de a minimiza timpii ciclului sau costurile unitare. alte avantaje ale lipirii adezive includ împrăștierea sarcinilor pe întreaga suprafață lipită, mai degrabă decât concentrarea lor la punctele de fixare și acționând ca un izolator între suprafețele lipite pentru a evita șansa interacțiunilor galvanice nedorite între substraturi și elemente de fixare., Oferind o gestionare mai eficientă a sarcinii, utilizarea unui adeziv poate permite, de asemenea, reducerea grosimii și greutății materialelor lipite. deși adezivul dvs. pentru plastic poate funcționa admirabil în aplicațiile plastic-plastic, este posibil să nu fie cel mai bun adeziv plastic-metal. Selectarea celui mai bun adeziv pentru aplicații din plastic-metal înseamnă luarea în considerare a mai multor factori. Mai exact, inginerii trebuie să ia în considerare energia relativă a suprafeței, modulul elastic și expansiunea termică a materialelor pe care le leagă., pentru a găsi cel mai bun epoxid pentru plastic, trebuie să știți dacă plasticul pe care îl utilizați are o energie de suprafață ridicată (HSE) sau o energie de suprafață scăzută (LSE). Pe materialele plastice HSE, cum ar fi ABS sau policarbonat, adezivii curg mai ușor, umezind suprafața pentru a forma o legătură puternică. În schimb, majoritatea adezivilor și benzilor au un timp dificil de lipit de materialele plastice LSE, cum ar fi polietilena sau polipropilena.
Modulul Elastic
de Asemenea, cunoscut sub numele de modulul de elasticitate, o elasticitate reprezintă un material rezistența la deformarea non-permanent sub stres, definit ca panta de stres-tulpina curba de deformare elastică regiune., Cu cât modulul elastic este mai mare, cu atât materialul este mai rigid. dacă lucrați cu un adeziv doar pentru plastic sau metal, elasticitatea materialului nu este cu adevărat o problemă, dar dacă trebuie să lipiți plasticul pe metal, atunci va trebui să luați în considerare modulul elastic al ambelor materiale, precum și valoarea țintă pentru adezivul plastic pe metal. De obicei, atunci când trebuie să legați metalul de plastic, veți dori să vizați o legătură care are un modul elastic undeva între modulul celor două materiale., dilatarea termică măsura în care ansamblul dvs.—sau părți ale acestuia—se va schimba în formă, zonă sau volum ca răspuns la temperatură este întotdeauna o preocupare în proiectarea și fabricarea produsului, dar este exacerbată în cazurile de lipire a mai multor materiale. Metalele și materialele plastice au coeficienți diferiți de dilatare termică, astfel încât cel mai bun adeziv pentru lipirea plasticului la metal va găzdui această diferență. în mod ideal, coeficientul de dilatare termică pentru adezivul în sine ar fi neglijabil., Cu toate acestea, poate juca un rol în performanța ansamblului, deoarece temperaturile fluctuează. Pe lângă luarea în considerare a CTE a adezivului, flexibilitatea și alungirea adezivului vor afecta dacă legătura se va deplasa cu substraturile pe măsură ce se extind sau se contractă.
cum să îmbinați materiale diferite
(pentru imagine, multumim 3M.)
întrebarea cheie care stă la baza oricărei aplicații adezive este cât de multă rezistență a legăturii aveți nevoie., un adeziv nestructural tipic are o rezistență a legăturii mai mică de 1.000 psi, în timp ce adezivii structurali sau portanți au o rezistență a legăturii de 1.000 psi și mai mare. pentru piesele nestructurale, cum ar fi comutatoarele cu membrană și grupurile de instrumente, adezivul de laminare Ultra-curat 3m 502fl se leagă la contact după ștergerea substraturilor pentru praf. Adezivii de laminare 3M pot lega , de asemenea, materialele plastice LSE de metalele ușor uleiate, cu pregătire minimă a suprafeței și pot rezista la temperaturi de până la 350° F, ceea ce le face potrivite pentru aplicațiile de asamblare electronică., pentru adezivii structurali, adezivii structurali 3m Scotch-Weld sunt acrilici din 2 părți care leagă materialele plastice LSE și HSE cu rezistențe care depășesc materialele lipite. Acest lucru poate elimina pașii suplimentari implicați în utilizarea șuruburilor sau niturilor și poate evita restricțiile de sudare din plastic. o altă opțiune adezivă este benzile 3M VHB, care sunt suficient de puternice pentru a înlocui niturile și șuruburile pentru multe aplicații., Capabil să lege atât materialele plastice HSE cât și LSE, purtătorul de spumă acrilică cu celule închise poate absorbi impacturile, vibrațiile umede și flexul ca răspuns la dilatarea și contracția termică, ceea ce îl face o opțiune bună ca adeziv plastic pentru metal.
alegerea celui mai bun adeziv pentru Plastic pe Metal
(pentru imagine, multumim 3M.)
Dacă doriți să lipiți plasticul pe metal, trebuie să selectați adezivul potrivit pentru plasticul pe care îl utilizați., policarbonatul și ABS sunt de obicei cele mai ușoare materiale plastice pentru a se alătura metalelor, în timp ce materialele plastice extrem de netede sau LSE, cum ar fi polipropilena și polietilena, reprezintă o provocare mai mare. Primerii , cum ar fi 3M Scotch-Weld Instant Adhesive Primer AC77, pot merge mult până la creșterea rezistenței legăturii pe materiale cu energie redusă a suprafeței. în cele din urmă, lipirea multi-material este despre găsirea unui compromis între proprietățile spre deosebire de materiale, cum ar fi plasticul și metalul., Pentru a adera cu succes la materiale diferite, trebuie să luați în considerare energia relativă a suprafeței, modulul elastic și coeficientul de dilatare termică. dacă nu sunteți sigur care adeziv compromite cel mai bine proprietățile materialului substraturilor dvs., luați în considerare să contactați un expert care vă poate ajuta să identificați cele mai bune soluții de proiectare.
vrei conținut mai util ca acesta de la 3M? Înscrieți-vă pentru a rămâne în contact! acest post este sponsorizat de 3M. toate opiniile sunt ale mele. – Ian Wright
3m, Scotch-Weld și VHB sunt mărci comerciale ale 3M.