起作用:天富测速粘合剂处理多种材料

时间:2020-06-23 作者:天富代理-天富测速 热度:

 
起作用:天富测速粘合剂处理多种材料



多种材料现在在航空航天和汽车装配中很常见,它们也出现在消费电子产品和医疗设备中。如何将它们连接在一起一直是一个大难题。除了专门的航空航天和汽车设计,很少有紧固件能可靠地完成这项工作。但胶粘剂制造商正加紧迎接挑战。
 
供应商正在为汽车、航空航天和其他运输应用开发许多新型胶粘剂,天富代理这些应用具有最苛刻的性能要求和种类繁多的材料,包括复合材料、塑料、橡胶、玻璃和金属。虽然多材料设计的增长始于汽车轻量化,但消费电子和医疗设备对更小、更轻系统的持续需求加速了这一趋势。一些新型粘合剂是用于承重构件的结构粘结材料,而另一些则是用于将构件连接到非结构构件上。
 
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Fabrico的业务发展经理詹姆斯•库奇内利(James Cucinelli)尤其注意到医疗设备的需求在增长。通常,该公司的材料转换和测试服务客户希望更换紧固件。库奇内利说:“随着医疗设备技术的发展,设备有效运转所需的材料也越来越复杂。”“所以我们使用不同层次和配置的多种材料来完成一个完整的设备,在某些情况下,将该设备连接到病人身上。”
 
在汽车和航空航天领域,粘接的主要挑战是粘接低表面能(LSE)基板材料,如粘接模制硅酮、超高分子量薄膜、碳复合材料和塑料,如聚苯乙烯、聚乙烯和聚醋酸乙烯酯。在其他情况下,它克服了粘合剂和基材之间的化学反应。库奇内利说:“一些基质含有从产品中释放出来的材料,会引起化学作用,比如PVC中的增塑剂。”表面条件,例如孔隙度或粗糙度,也对胶粘剂的流动和粘合效果有影响。
 
Cucinelli说:“对于不同的基材和不同的应用,有不同的粘合剂材料和配方。”在这些应用中,时间、温度、耐候性、表面能和其他因素将会影响到指定或使用正确的粘合剂或粘合材料。
 
Fabrico看到了垂直行业的几个具体趋势。例如,医疗行业中越来越多的公司希望用粘合剂粘住硅胶。在电子和航空航天领域,oem正在寻找光学透明胶粘剂和各种类型的导电或屏蔽胶粘剂。汽车制造商正在改变涂料和电子涂料的配方,因此正在开发新的粘合剂和粘接带,以附着在不同类型的硬涂料上。

Dow Automotive Systems的全球战略营销总监Eugenio Toccalino说,面临多重材料挑战的总成通常位于车门和尾板等汽车的大部件上,在这些地方有最大的机会减轻重量。在汽车中,金属、塑料和复合材料的基板材料种类正在迅速增加。例如,在奔驰c级轿车中,大约60%的材料由不同钢材组成,25%为铝合金,其余为塑料。“如今的现实是,有成千上万种不同等级的钢材,”他说。“当你考虑如何组装它们时,你会把两种不同的钢材当成两种不同的材料。铝也是如此,玻璃和碳复合材料也是如此。”
 
据Toccalino介绍,除了在汽车、航空航天和铁路领域遇到多材料组装外,陶氏汽车公司还发现了在其他运输领域(如货运应用)对可用于多种材料的粘合剂的日益增长的需求。例如,在过去,商业拖车的不同材料是用螺丝固定在一起的。现在,燃料成本已经攀升到货运总成本的三分之一,因此制造商正在使用先进的粘合剂技术来加入更轻的材料。他说:“这可以减少拖车数百公斤的重量,然后可以把它放回去,增加有效载荷。”
 
DELO Industrial粘合剂公司北美总裁托斯滕•乌斯克(Torsten Uske)表示,该公司还在航空和汽车领域开展了大量业务,在这些领域有许多新材料需要加入。但该公司认为,复合材料胶粘剂的最新增长领域是电子产品,包括移动设备、可穿戴设备和医疗设备。他说,在手机和平板电脑等移动设备中,即使是相机、手电筒、扬声器和触摸板等子组件也需要许多不同的材料。
 
随着这些部件变得越来越小,使用普通的装配技术,如焊接、螺钉或铆接就变得非常困难。“这些产品的材料也变得越来越复杂,比如碳纤维增强塑料,所以不能在上面钻洞,”Uske说。仅仅在相机模块中,就有许多由不同材料制成的不同组件,例如,一个陶瓷板上粘着一个硅器件。这些不同的材料有不同的热膨胀系数,所以当温度发生变化时,组件会移动,而粘合剂必须补偿这种移动。“这意味着设计工程师必须仔细选择他们所有的材料,”Uske说。“在使用新材料时,你需要尽早与粘合剂制造商沟通,因为设计和材料选择正变得如此复杂。”
 
道康宁电子解决方案公司的应用科学家肯特·拉尔森说:“尽管汽车、航空航天以及最近的消费电子产品和医疗设备都很好地强调了这种材料的趋势,但它确实正在到处发生。”他说:“混合材料的协同作用在建筑中允许更多的创造性,也提供了其他方面不可能的性能效益。”“特别是,可穿戴电子产品展示了对先进功能设计的需求,并结合不断变化的用户对美观、可靠性和皮肤接触安全性的期望。”这些要求要求多层表面只能用粘合剂来制造。”
 
拉尔森说,整体需求不断增长的是粘结层能够缓解或吸收压力,以提高可靠性,而这是机械紧固无法轻易实现的。紧固件通常是指机械装置,如夹子、螺钉和焊接接头。它们可以提供很大的强度,在焊接的情况下,极大的密封。但是将不同的材料连接在一起有很多耐久性的挑战,特别是在密封环境和减少压力的能力。”

紧固件或剪辑用于固定一个项目,比如使用几个铆钉或螺丝快速连接面板一个框架在地方举行大会,而更多的紧固件,斯科特·巴斯说,粘合剂和密封剂的业务部门经理3 m工业粘合剂和磁带。有时它们被用于实现一种特殊的美学,如蒸汽朋克或工业外观,并在设计重组(DFR),使组件可以被拆开。但在许多应用领域,如交通、体育用品、标识和展示等,多材料,特别是塑料,正与粘合剂结合。对于塑料的复合材料和混合物,如高密度聚乙烯和聚丙烯,都是如此。他说:“这是一些塑料的长期趋势,但现在伦敦经济学院(LSE)的塑料正在更多地融入到复合材料建筑中。”
 
驾驶者需要的是更轻的重量,以及缩小产品的足迹。在铁路或公共汽车的应用中,它可能是附加一个轻型或复合面板到一个铝框架,或在标识,外部金属结构。在装饰附件中,保险杠或端盖被添加,而不是拧入一块装饰——无论如何它必须密封的地方——用胶带或粘合剂粘接它消除了一个步骤。一种新的粘合剂比紧固件需要更长的组装时间吗?根据巴斯的说法,这取决于你的具体情况。“工程师们需要看一看他们的整个制造和装配流程。总的生产周期时间是多少?通常,通过使用粘合剂,你可以省去步骤,或者使用更便宜的人工方法,所以节省的成本并不总是一对一的在人工、成本或过程步骤上。”
 
尽管许多紧固件在塑料中不起作用,尤其是复合材料,但来自PennEngineering的一种新紧固件却扭转了这一趋势。PEM VariMount紧固系统的目标客户是那些需要在复合材料面板或塑料或金属等其他刚性材料面板上安装紧固件的人,该公司的全球营销总监利昂·阿塔利安(Leon Attarian)说。他说:“我们最初的任务是为复合材料开发一种紧固件,这款产品做到了。”“然后,在开发过程中,我们意识到,通过一些修改,该产品也可以用于安装其他类型的刚性面板材料。正如其名称所示,它可以使用各种安装方法安装在各种材料上。”
 
VariMount组装结合了自锁技术,永久安装在圆形钢或不锈钢底板上。Attarian说,天富代理这种组件可以被安装在结合了粘合剂的复合面板上,或者直接叠合到复合材料之间,这样它就能更完整地集成在一起。底板上用于安装总成的径向孔接受标准直径的铆钉和自锁紧固件,以及螺母、螺栓和螺钉。

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