汽车胶粘剂强硬

现代粘合剂有助于使汽车更轻、更安全。

2018年10月制作者

通过:赫斯顿

如果你通过一场车祸在路边,特别是涉及较新车辆的车辆,你可能会看到一个车身没有以熟悉的方式皱缩。它看起来更像是一个撕纸,更像一个手风琴。面板之间的接缝没有裂开,这是因为许多关节不加入专门通过点焊或机械手段。相反,新配方的艰难的粘合剂车在一起。

那些粘合剂也不像以前那样了,一点williamhill彩票丹尼尔·索菲亚,博士学位,奥本山研发负责人,基于密歇根州的道琼斯汽车系统,他的团队在钢铁设计大会上开车回家。事件和组织5月举行的汽车应用程序委员会钢铁市场发展研究所。会议结束后,,的制作者与索菲亚以及他的同事雷蒙德·比斯交谈,高级研究工程师,关于粘合剂是如何改变汽车工业的,具体地说,现在胶粘剂能做什么他们以前不能做的。

他们的结论是什么?以一种非常不科学的方式,粘合剂比以前坚固多了。

韧性很重要

Sophiea和Bis的大部分工作并不集中在湿固化粘合剂上,那些在室温下固化的胶粘剂,但是取而代之的是需要固化炉的单部分环氧胶粘剂。这包括单组分环氧杂化物,其具有增强的能力,如改善伸长率,剥离强度,耐久性,耐腐蚀性。

作为解释说在他们提交的论文中,这些单组分的环氧杂化物可以通过油基烘烤。而且他们很强硬,在撞击期间吸收能量,他们不成为低温脆性。它们被设计成能够承受白车身生产的下游工序,包括洗衣和电子大衣周期。

胶材料主要用于汽车行业,但它也开始出现在需要具有冲击韧性的接头的其他行业,如卡车拖车和全地形车辆。

无论如何,环氧胶粘剂的使用越来越多,特别是在汽车行业,其原因可以追溯到韧性。”在高负载下,过去的胶粘剂会变得非常脆,很容易破裂,”Bis表示,加上脆性,当然,限制了它们的使用。”你基本上希望在高负荷下有伸长率,这样在高负荷下,当它接近失败,它会提供一些能量,吸收能量,而不是裂缝。有很多化学使用的。””

”坠机事故的能量管理有所增加,”Sophiea补充说。”这是因为铆钉和焊缝之间没有薄弱的空间。整个债券线是耦合的,它迫使金属做更多的工作。使用多一点的粘合剂可以增加身体的硬度,这提高了碰撞性能,并提供了减少材料厚度的机会。””

胶粘剂的化学,结合精细的应用技术(包括机器人技术)和应用的珠子的几何形状,最终帮助车祸中的手风琴,债券完好无损,而不是眼泪和皱褶。这提高了汽车的碰撞试验安全等级,即使材料变得更薄,更轻,以满足燃油效率标准。

”粘合剂给汽车制造商提供了更大的减肥潜力,”Sophiea说。”这些材料也给更高的静态刚度,导致更好的驾驶,处理,噪音和振动也较少。””

当汽车胶粘剂在几十年前开始使用时,它们没有取代而是补充了传统的连接技术。也就是说,他们让铆接或焊接接头强。多年来,随着汽车工程师变得更自信胶粘剂的性能,随着粘接技术的进步,关节开始少生点焊接和机械紧固件。他们开始更多地依靠粘合剂来提高强度。

接头的几何重叠发生了变化,了。具体地说,随着粘合剂的使用增加,重叠通常变得更窄。”重叠取决于设计和车辆类型,”Sophiea说,”但是给你一个想法,1英寸宽的重叠部分可以减小为,说,0.5英寸。这使你更好的设计自由和更大规模的储蓄。这种较小的重叠是由于现代胶粘剂的完整性。””

传统的点焊机或紧固件仍然是白车身中典型的粘接接头的一部分。它们仍然能增强关节的强度,但它们也有一个实用的目的:将工件粘接在一起,就像在烤箱中固化一样。

”这些烤箱是一个主要的投资,”Bis表示,加上烘焙周期并不短。一些可能需要40分钟烘烤温度在320到400华氏度之间。但随着来源解释说,长时间的烘焙循环对汽车制造商来说仍然有商业意义,考虑到大规模储蓄使用粘合剂和设计灵活性。

新胶也有很强大的属性,能够承受暴露于水和湿度,并通过可能来自材料或复合材料的不同类型的油粘附到表面。现代胶粘剂也有更多的本体;他们把,粘度胶珠可以呆的地方,而不是在运行。消息人士说,这是由于化学的进步和更好的分配技术。

”你现在有机器人和其他系统,给了我们一个更准确的珠子的位置,”Bis说。

管理热膨胀

尽管他们的韧性,他们的能力,以帮助改善司机的安全,它们有助于使车辆更轻,环氧树脂胶粘剂有他们的挑战,一个主要的是固化周期。高温工件移动。

这就是工程上的挑战。工作需要进入烤箱有差距在一定公差的材料,并且它需要在一定的间隙公差下离开烤箱。但是,在烤箱内部的间隙公差也需要考虑,具有这种效果的热量,差距越来越大。

这里的工程师工作为了实现所谓的滞后,或者一种材料在冷却后恢复其原始形状的能力。”不幸的是,当我们添加粘合剂和加热时,我们有一个化学变化,你开始不是结束,”苏菲娅解释说。”所以当胶粘剂通过烤箱时,你就具有了显影强度,这阻止了这两件东西回到它们开始的地方。””

如果没有说明,热膨胀可以防止固化胶粘剂亲密,完成两个工件之间的联系。工件放入烤箱,工件膨胀并移动,和粘合剂追逐另一块金属在固化过程中。”当它从烤箱,你不总是亲密接触,”Bis说。

当连接不同的材料时,这可能是一个特别的挑战,像钢和铝一样,其中每一个具有不同的线性热膨胀系数(CLTE)。

”许多问题在养护与管理两个不同材料的热膨胀,”Sophiea说。”如果你把钢和铝连接起来,你要双金属条,但它会单独在烤箱。”因为每种材料都有自己的CLTE,如何解释这种扩张成为一个挑战。”在连接类似的材料时也会遇到这个问题,”苏菲娅解释说,”但是,当你使用两种不同CLTE的材料时,情况会变得更糟,这意味着他们扩大在不同的利率。”这种膨胀使环氧胶粘剂伸展,这可能导致粘接接头的问题。

胶粘剂的世界是如何处理这个问题?一个方法与化学粘合剂。想象一种材料的粘合剂,加热固化时,实际上会扩大以填补空白。这就是可膨胀环氧胶粘剂背后的想法,比如道琼斯汽车公司的BetaMate’sLight.Reinfor.(LWR)可膨胀结构胶粘剂,它可以扩展到原来的1.5倍。怎样,到底是什么?这是一个系统,依赖于气体形成在养护期间,但Sophiea澄清,很多细节是商业机密,包括材料如何以受控的方式膨胀。

无论如何,使用可膨胀粘合剂可以帮助克服热膨胀的挑战。基材在膨胀,但是现在粘合剂可以扩大以更大的速度,确保完成接触和高粘结强度。

汽车用胶粘剂的未来

”我们还处在一个机械紧固的世界,粘合剂的设计是为了满足传统人体连接技术的需要,”Bis说。

行业经验将戏剧性的部分重新设计,不仅基于焊接和紧固,而且还基于粘合剂?也许不会在不久的将来;毕竟,现有的白色车身冲压方法既便宜又经过充分验证。

”尽管如此,在零件设计方面,有很多事情可以做,这将有助于粘合剂的未来,”比斯解释说。”无论如何,趋势是很明显的,我们将会看到增加粘合剂的使用在未来几年的车辆,特别是考虑到当今坚韧的粘合剂,这比老式的脆性粘合剂可靠得多。””

图片由陶氏汽车系统公司,www.dow.com/en-us/.


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的制作者是北美金属成形和制造业的领先杂志。杂志上刊登新闻,技术文章,和病历,使制造商能够更有效地完成他们的工作。的制作者自1971年以来一直服务于这个行业。

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