Když si představíte montážní linku v továrně na automobily, pravděpodobně si představíte svářečky, nýty, šrouby a šrouby spojující všechny části automobilu dohromady. Možná vás překvapí, že mnoho výrobců automobilů používá lepidlo ke spojování některých dílů na moderních vozidlech. Nejedná se o druh lepidla, které najdete v batohu školního dítěte, nebo o druh lepidla na auto, které byste mohli použít k sestavení plastového modelu – automobilová konstrukční lepidla jsou pokročilé materiály zvané epoxidy, které lze upravit tak, aby se lepily k téměř jakýkoli povrch a vydrží širokou škálu teplotních extrémů.
Použití lepidla v automobilové výrobě není způsob, jak ořezat rohy nebo vyrobit podřadné auto. Moderní lepidla nabízejí mnoho technických výhod oproti tradičním metodám spojování dvou dílů dohromady. Ve skutečnosti lepidla obvykle vytvářejí spojení pevnější než materiály, které spojují dohromady. Lepidla by mohla být klíčem k výrobě lehčích a účinnějších automobilů, a když se použijí nové materiály, jako jsou uhlíkové kompozity, mohou být lepidla jediným způsobem, jak je spojit, protože panely z uhlíkových vláken nelze svařovat dohromady.
Autolepidla samozřejmě nejsou dokonalá – existuje několik ekologických problémů a některé aplikace, pro které prostě nefungují příliš dobře. Která lepidla fungují nejlépe pro různé části automobilu? A jak použití lepidel změní automobilový průmysl? Dočkáme se ve výsledku méně drahých aut? Pokud ano, budou v bezpečí? Pokračujte ve čtení a dozvíte se to.
Nanášení lepidla v automobilové výrobě je o něco složitější proces než pouhé nanesení lepidla a držení dvou dílů pohromadě. Jednak jsou automobilová konstrukční lepidla vyráběna z chemikálií nazývaných epoxidy . Epoxid se skládá ze dvou částí, pryskyřice a katalyzátoru. Když se tyto dvě složky spojí, katalyzátor spustí chemickou reakci v pryskyřici a pryskyřice rozvine své vazebné vlastnosti, když směs vytvrdne. Doba vytvrzování epoxidu se může pohybovat od několika minut až po jeden den nebo i déle. V některých případech může být vytvrzování napomáháno pečením nebo jinou formou aplikovaného tepla. Některé epoxidy dokonce vytvrzují aplikací ultrafialového světla.
Obvykle se používají dva typy epoxidů:polyuretanové epoxidy a epoxidy se skleněnou matricí. Epoxidy se skleněnou matricí jsou extrémně pevné a tuhé a odolávají střihu -- boční oddělení lepených dílů -- při velmi vysokých úrovních síly. Polyuretanové epoxidy jsou pružnější, ale lámou se působením smykových sil při mnohem nižších úrovních síly než epoxidy se skleněnou matricí. Novější dvoufázový aplikační proces zvaný synergické zpevnění pryže poskytuje vysokopevnostním epoxidům větší flexibilitu, takže je méně pravděpodobné, že se pod napětím zlomí [zdroj:Smock].
Další komplikace procesu nanášení lepidla jsou jedinečné potřeby automobilové výrobní linky. V některých případech musí být lepidla aplikována na celou část vozu v jedné dávce. Poté, co jsou připojeny a slepeny některé další díly, může být nutné, aby sekce před připojením finálních dílů prošla procesem čištění a lakování. Lepidlo potřebuje schopnost zůstat na místě, když je vystaveno postřikům kapalinou, elektrolytickému nanášení a dalším montážním procesům. Abychom se vyhnuli použití drahých předtvrzovacích pecí, lze tuto vytvrzovací schopnost zabudovat do lepidla, ale vyžaduje to hodně testování a působivou chemii.
Nejlepší místo pro použití strukturálního lepidla je v místě, kde jsou primární síly buď komprese , kde jsou spojené kusy tlačeny k sobě nebo smykem , kde se síla snaží posouvat spojené povrchy proti sobě, jako když tisknete ruce k sobě a pokoušíte se je roztáhnout.
Strukturální lepidla obvykle není dobré používat, pokud by síla působící na spoj oddělila dva kusy od sebe, protože většina lepidel má špatnou pevnost v odlupování . Dalším špatným místem pro strukturální lepidlo by bylo místo, kde jsou síly, které by spoj ohýbaly, což by mohlo umožnit, aby se spoj rozštípl a následně odloupl [zdroj:Gilles].
Kromě epoxidů se v určitých částech automobilu používají také uretanové pěny. I když mají adhezivní vlastnosti, tyto pěny se používají spíše pro své vlastnosti jako tmely než jako konstrukční spojovací prvky.
Auto LepidloPro mnoho lidí nemusí znít automobilové lepidlo na panely karoserie vozidla od věci, ale co lepení motoru? Dokáže auto lepidlo odolat teplu a tlaku, které jsou motory schopné produkovat? Ano, lepidla mohou být – a v současnosti jsou – používána v motorech. Ve skutečnosti jsou kryty ventilů, sací potrubí a olejové vany běžně připevněny pomocí pouhých několika šroubů a adhezivního materiálu, který tvoří kapalinotěsné nebo vzduchotěsné těsnění nebo těsnění.
Použití lepidel má oproti jiným způsobům upevnění některé velké výhody. Lepidlo rozkládá zatížení lépe než bodový svar nebo nýt. Představte si dva panely karoserie, které jsou spojeny několika bodovými svary. Pokaždé, když auto narazí na hrbol, síla nárazu prochází autem. Když prochází přes tyto dva panely karoserie, bodové svary nesou veškerou sílu. To vede k napěťovým lomům v oblasti poblíž svarů. Lepidlo by umožnilo připevnění panelů přes širší povrchovou plochu a distribuovalo sílu účinnějším způsobem. Dobrý ševový svar by dokázal totéž, až na to, že svary jsou tak tuhé, že moc dobře nepřenášejí sílu. Lepidla, zejména polyuretanové epoxidy, mají schopnost se ohýbat a absorbovat část síly a zbytek přenášet rovnoměrně po celé ploše. To je jeden z důvodů, proč výrobci letadel již léta používají lepidla.
Lepidla také umožňují použití lehčích konstrukčních materiálů. Svary a šrouby vyžadují silné, těžké ocelové kusy k jejich ukotvení. S lepidlem lze použít tenčí ocel nebo může výrobce přejít na alternativní materiály, jako je hliník nebo uhlíkové kompozity. Tyto materiály nelze svařovat jako ocel, takže lepidla jsou často nejlepší volbou. Indická automobilka Tata částečně snížila hmotnost svého ultra kompaktního modelu Nano použitím lepidel k připevnění určitých panelů karoserie.
Teplota má vliv na lepidla, ale epoxidy používané k montáži automobilů se neroztaví, dokud nejsou zahřáté na 400 stupňů Fahrenheita (204,4 stupňů Celsia) nebo více, a nepraskají, dokud nejsou ochlazeny na -40 stupňů Fahrenheita (minus 40 stupňů Celsia). stupňů Celsia). Je zřejmé, že se jedná o extrémní teplotní rozdíly, se kterými by se většina lidí nikdy v životě nesetkala. Pro průměrného řidiče není teplota žádným problémem.
To neznamená, že lepidla jsou bez chyb. Automobilový průmysl nemá mnoho dlouhodobých údajů o používání lepidel a někteří zpochybňují jejich schopnost vydržet 10 nebo 20 let používání. Strukturální lepidla používají evropští výrobci již několik let, takže důvěra v životnost lepidel roste.
Existuje jeden potenciální negativní vedlejší účinek použití lepidla -- dražší opravy. Pokud dojde k prasknutí lepidlem přilepené konstrukční části, většina opraváren nebude mít zařízení potřebné k opětovnému spojení lepidla. Místo toho by museli použít předem lepenou součástku zaslanou výrobcem, čímž by možná donutili majitele vozu zaplatit víc než jen rozbitý díl. Dobrá karosárna si poradí s kosmetickou opravou odříznutím poškozené části a záplatou nové části pomocí lepidel speciálně navržených pro tento účel.
Zatímco lepidla dnes získávají širší využití, jejich použití při montáži automobilů není ve skutečnosti novinkou. Čelní skla automobilů drží na svém místě polyuretanové epoxidy po celá desetiletí a v posledních zhruba deseti letech výrobci jako Saturn a dokonce i BMW připevňovali plastové obklady na svá auta lepidly namísto šroubů nebo svarů. Vzhledem k tomu, že automobiloví designéři zkoumají nové technologie a nové materiály, můžeme v příštích několika letech pozorovat raketový nárůst používání lepidel. I tak se ale místo na montážní lince pro svářeče asi vždy najde.
Související články HowStuffWorks
Další skvělé odkazy
Zdroje
