ao projetar um produto para a produção em massa, os engenheiros devem ter em conta os materiais—não só em termos de resistência ou de peso, mas também na perspectiva da montagem. A maioria dos componentes fabricados hoje são feitos de resinas plásticas, metal ou ambos. Quando todas as partes do seu conjunto são feitas do mesmo material, a escolha de uma solução de ligação pode ser relativamente simples: basta encontrar “o melhor epóxi para plástico” ou o melhor adesivo para metal ., no entanto, quando é necessário juntar materiais diferentes—como plástico e metal-o processo de decisão torna-se um pouco mais matizado. A economia de peso sempre foi uma prioridade para os fabricantes aeroespaciais, mas com a tendência crescente para a leveza na indústria automotiva, a demanda por uma maneira confiável de ligar o metal ao plástico é ainda mais premente.,
Outras aplicações que bond metal ou de plástico incluem:
- Polipropileno alumínio para veículos com painéis
- Uretano aço para vedações e gaxetas
- Policarbonato alumínio para a bateria carcaças
Multi-Material de Colagem Desafios
Há uma abundância de opções para se juntar materiais—se plástico-plástico ou metal-metal—mas as seleções para ingressar em plástico e metal são mais limitados. As peças de plástico são normalmente Unidas a componentes metálicos utilizando adesivos ou fixadores mecânicos., Uma vez que esta última opção muitas vezes requer furos de perfuração—o que pode ser caro e demorado-adesivos pode ser preferível se o seu objectivo é minimizar os tempos de ciclo ou os custos unitários. outras vantagens da ligação adesiva incluem a aplicação de cargas sobre toda a superfície aderente, em vez de as concentrar em pontos de fixação, e a actuação como isolador entre as superfícies ligadas, a fim de evitar a possibilidade de interacções galvânicas indesejáveis entre substratos e fixadores., Ao proporcionar uma gestão de carga mais eficiente, o uso de um adesivo também pode permitir reduzir a espessura e o peso dos materiais ligados. apesar de o seu adesivo go-to para plástico poder desempenhar admiravelmente em aplicações de plástico-a-plástico, pode não ser o melhor adesivo de plástico-a-metal. Seleccionar a melhor cola para aplicações de plástico-metal significa ter em conta múltiplos factores. Mais especificamente, os engenheiros precisam considerar a energia relativa da superfície, O módulo elástico e a expansão térmica dos materiais que estão ligando.,
energia de superfície
para encontrar a melhor epóxi para o plástico, você precisa saber se o plástico que você está usando tem alta energia de superfície (HSE) ou baixa energia de superfície (LSE). Em plásticos HSE, tais como ABS ou policarbonato, os adesivos fluem mais facilmente, molhando a superfície para formar uma forte ligação. Em contraste, a maioria dos adesivos e fitas têm um tempo difícil aderindo a Plásticos LSE, como polietileno ou polipropileno.
Se a energia superficial é a sua única preocupação, os plásticos HSE são a escolha óbvia; mas, como a maioria dos engenheiros sabe, não é prudente selecionar um material com base numa única Propriedade. O custo é sempre um fator na fabricação e, infelizmente, os plásticos HSE tendem a custar mais do que LSE.
Módulo elástico
também conhecido como módulo de elasticidade, um módulo elástico representa a resistência do material a ser deformado não permanentemente sob tensão, definido como o declive da sua curva de tensão-tensão na região de deformação elástica., Quanto maior for o módulo elástico, maior será o material. se você está trabalhando com um adesivo apenas para plástico ou metal, a elasticidade do material não é realmente um problema, mas se você precisa colar plástico a metal, então você vai precisar considerar o módulo elástico de ambos os materiais, bem como o valor alvo para o seu plástico a metal adesivo. Normalmente, quando você precisa ligar metal a plástico, você vai querer apontar para uma ligação que tem um módulo elástico em algum lugar entre o módulo de seus dois materiais., a extensão térmica a que o seu conjunto—ou partes dele—irá mudar de forma, área ou volume em resposta à temperatura é sempre uma preocupação no design e fabrico do produto, mas é exacerbada em casos de ligação multi-material. Metais e Plásticos têm diferentes coeficientes de expansão térmica, de modo que a melhor cola para a ligação de plástico a metal irá acomodar esta diferença. idealmente, o coeficiente de expansão térmica para o próprio adesivo seria negligenciável., No entanto, pode desempenhar um papel no desempenho da montagem à medida que as temperaturas flutuam. Além de considerar o CTE do adesivo, a flexibilidade e alongamento do adesivo terão impacto se a ligação se moverá com os substratos à medida que se expandem ou contraem.
como juntar materiais diferentes
(Imagem cortesia de 3M.)
a questão chave no coração de qualquer aplicação adesiva é a força de ligação necessária.,
Um Adesivo típico não estrutural tem uma resistência de ligação inferior a 1.000 psi, enquanto que os adesivos estruturais ou que suportam a carga têm uma resistência de ligação igual ou superior a 1. 000 psi.
para partes não estruturais, tais como interruptores de membrana e clusters de instrumentos, ligações adesivas 502FL de laminação Ultra-limpas 3M após contacto após limpeza dos substratos para a poeira. Adesivos laminadores da 3M também podem ligar plásticos LSE a Metais levemente oleados com preparação superficial mínima, e eles podem resistir a temperaturas até 350° F, tornando-os bem adaptados para aplicações de montagem eletrônica.,
para adesivos estruturais, os adesivos estruturais de soldadura escocesa 3M são acrílicas de duas partes que ligam os plásticos LSE e HSE com pontos fortes que excedem os materiais ligados. Isto pode eliminar as etapas extras envolvidas na utilização de parafusos ou rebites e evitar as restrições de soldagem de plástico.
outra opção adesiva é 3m Fitas VHB, que são fortes o suficiente para substituir rebites e parafusos para muitas aplicações., Capaz de ligar os plásticos HSE e LSE, o porta-espuma acrílico de células fechadas pode absorver impactos, vibrações úmidas e flex em resposta à expansão térmica e contração, tornando-se uma boa opção como um adesivo de plástico para metal.
escolher a melhor Cola De Plástico Para Metal
(Imagem cortesia de 3M.)
Se está a procurar colar plástico para metal, tem de seleccionar o adesivo certo para o plástico que está a usar.,
policarbonato e ABS são tipicamente os plásticos mais fáceis de unir aos metais, enquanto plásticos extremamente lisos ou LSE como polipropileno e polietileno apresentam um maior desafio. Primers , tais como 3M Scotch-Weld Primer instantâneo adesivo AC77, pode fazer um longo caminho para aumentar a força de ligação em materiais com baixa energia superficial.
em última análise, a ligação multi-material é sobre encontrar um compromisso entre as propriedades de materiais diferentes, tais como plástico e metal., Para juntar com sucesso materiais diferentes, você precisa considerar sua energia relativa à superfície, módulo elástico e coeficiente de expansão térmica. se não tem a certeza de quais são os melhores compromissos entre as propriedades materiais dos seus substratos, considere contactar um especialista que o possa ajudar a identificar as melhores soluções de design.
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Este post é patrocinado por 3M. todas as opiniões são minhas. – Ian Wright
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