Madame Lelica

vid utformning av en produkt för massproduktion måste ingenjörer ta hänsyn till material—inte bara när det gäller styrka eller viktkrav, men också ur monteringsperspektiv. De flesta tillverkade komponenter idag är gjorda av plasthartser, metall eller båda. När alla delar i din montering är gjorda av samma material, kan valet av en bindningslösning vara relativt enkelt: hitta bara ”den bästa epoxi för plast” eller det bästa limet för metall .,

men när du behöver gå med olika material—som plast och metall—blir beslutsprocessen lite mer nyanserad. Att spara vikt har alltid varit en prioritet för flygtillverkare, men med den ökande trenden mot ljusviktning inom bilindustrin är efterfrågan på ett tillförlitligt sätt att binda metall till plast desto mer pressande.,

andra program som binder metall till plast inkluderar:

• Polypropylen till aluminium för fordonspaneler
• uretan till stål för tätningar och packningar
• polykarbonat till aluminium för batterihus

Multi-Material Bonding utmaningar

det finns gott om alternativ för att gå som material—vare sig plast-till-plast eller metall-till-metall—men valen för att gå plast till metall mer begränsad. Plastdelar är vanligtvis förenade med metallkomponenter med antingen lim eller mekaniska fästelement., Eftersom det senare alternativet ofta kräver borrhål—vilket kan vara dyrt och tidskrävande-kan lim vara att föredra om ditt mål är att minimera cykeltider eller enhetskostnader.

andra fördelar med limbindning är att sprida laster ut över hela bundna ytan snarare än att koncentrera dem på fästpunkter, och fungerar som en isolator mellan de bundna ytorna för att undvika risken för oönskade galvaniska interaktioner mellan substrat och fästelement., Genom att tillhandahålla mer effektiv lasthantering, med hjälp av ett lim kan också möjliggöra för att minska tjockleken och vikten av de bundna material.

även om din go-to lim för plast kan prestera beundransvärt i plast-till-plast applikationer, det kanske inte är den bästa plast-till-metall lim. Att välja det bästa limet för plast-till-metall-applikationer innebär att man tar hänsyn till flera faktorer. Mer specifikt, ingenjörer måste överväga den relativa ytan energi, elastisk modul och termisk expansion av de material som de bindning.,

ytenergi

för att hitta den bästa epoxi för plast måste du veta om plasten du använder har hög ytenergi (HSE) eller låg ytenergi (LSE). På HSE-plast, som ABS eller polykarbonat, flyter lim lättare och väter ut ytan för att bilda en stark bindning. Däremot har de flesta lim och band en tuff tid att hålla sig till LSE-plast, såsom polyeten eller polypropen.

om ytenergi är ditt enda problem är HSE-plast det självklara valet; men som de flesta ingenjörer vet är det oklokt att välja ett material på grundval av en enda egenskap. Kostnaden är alltid en faktor i tillverkningen och, tyvärr, HSE plast tenderar att kosta mer än LSE.

elastisk modul

Även känd som elasticitetsmodulen, representerar en elastisk modul ett materials motstånd mot att deformeras icke-permanent under stress, definierad som lutningen på dess spänningsstamkurva i det elastiska deformationsområdet., Ju högre elastisk modul, desto styvare materialet.

om du arbetar med ett lim endast för plast eller metall, är materialets elasticitet inte riktigt ett problem, men om du behöver limma plast till metall, måste du överväga den elastiska modulen för båda materialen samt målvärdet för din plast till metalllim. Vanligtvis, när du behöver binda metall till plast, vill du sikta på en bindning som har en elastisk modul någonstans mellan modulen för dina två material.,

termisk Expansion

i vilken utsträckning din montering—eller delar av den-kommer att förändras i form, område eller volym som svar på temperatur är alltid ett problem i produktdesign och tillverkning, men det förvärras vid flermaterialbindning. Metaller och plaster har olika koefficienter för termisk expansion, så det bästa limet för plast till metallbindning kommer att rymma denna skillnad.

idealt sett skulle värmeutvidgningskoefficienten för själva limet vara försumbar., Det kan emellertid spela en roll i aggregatets prestanda när temperaturen fluktuerar. Förutom att överväga CTE av limmet, limmet flexibilitet och töjning kommer att påverka om bindningen kommer att röra sig med substraten när de expanderar eller kontrakt.

hur man går olika material

den viktigaste frågan i hjärtat av någon adhesiv applikation är hur mycket bindningsstyrka du behöver.,

ett typiskt icke-strukturellt lim har en bindningsstyrka på mindre än 1000 psi, medan strukturella eller bärande lim har bindningsstyrkor på 1000 psi och högre.

för icke-strukturella delar, såsom membranbrytare och instrumentkluster, 3m Ultra-Clean Lamineringslim 502FL-bindningar vid kontakt efter att ha torkat ner substraten för damm. 3M: s lamineringslim kan också binda LSE-plast till lättoljade metaller med minimal ytbehandling , och de kan motstå temperaturer upp till 350° F, vilket gör dem väl lämpade för elektronikmonteringstillämpningar.,

för strukturella lim är 3M Scotch-Weld strukturella lim 2-del akryl som binder LSE och HSE-plast med styrkor som överstiger de bundna materialen. Detta kan eliminera de extra stegen som är involverade i att använda skruvar eller nitar och undvika begränsningarna för plastsvetsning.

ett annat klisteralternativ är 3m VHB-band , som är tillräckligt starka för att ersätta nitar och skruvar för många applikationer., Kunna binda både HSE och LSE-plast, kan den slutna cell akrylskumbäraren absorbera stötar, fuktiga vibrationer och flex som svar på termisk expansion och sammandragning, vilket gör det till ett bra alternativ som plast till metalllim.

välja det bästa limet för plast till metall

om du vill limma plast till metall måste du välja rätt lim för plasten du använder.,

polykarbonat och ABS är vanligtvis den enklaste plasten att gå med i metaller, medan extremt jämn eller LSE-plast som polypropen och polyeten utgör en större utmaning. Primers, såsom 3M Scotch-Weld Instant Adhesive Primer AC77, kan gå långt för att öka bindningsstyrkan på material med låg ytenergi.

i slutändan handlar Multi-materialbindning om att hitta en kompromiss mellan egenskaperna hos Till skillnad från material, såsom plast och metall., För att framgångsrikt ansluta sig till olika material måste du överväga deras relativa ytenergi, elastisk modul och värmeutvidgningskoefficient.

om du är osäker på vilket lim som bäst kompromisser mellan materialegenskaperna hos dina substrat, överväga att nå ut till en expert som kan hjälpa dig att identifiera de bästa designlösningarna.

Vill du ha mer användbart innehåll så här från 3M? Registrera dig för att hålla kontakten!

det här inlägget sponsras av 3M. alla åsikter är mina. -Ian Wright

3M, Scotch-Weld och VHB är varumärken som tillhör 3M.