Клеи не справляются с нанесением на загрязненные или химически инертные поверхности. Плазменная обработка в качестве подготовки поверхности для склеивания одновременно очищает и активирует эти поверхности, обеспечивая структурным клеям подготовленную основу для надежного сцепления.
В чём заключаются сложности многокомпонентного соединения материалов в конструкции лёгких транспортных средств?
В автомобильном проектировании и производстве для снижения веса используются такие материалы, как алюминий, полимеры, армированные углеродным волокном, и современные термопласты. Каждый из этих материалов снижает вес, но создает различные проблемы с точки зрения сцепления.
Алюминий образует нестабильный оксидный слой.
При воздействии воздуха на алюминий образуется пассивный оксидный слой. Этот слой хрупкий и впитывает влагу. Он также собирает технологические масла, которые стандартная очистка не может полностью удалить, и клеи, приклеенные к нему, разрушаются когезионно, а не прочно сцепляются с подложкой.
Композитные материалы и пластмассы по умолчанию отталкивают клей.
Углеродные композиты (CFRP), полипропилен (PP) и полиэтилен (PE) по своей природе являются поверхности с низкой энергией. Клеи не растекаются, а образуют капли, а разделительные составы, используемые при производстве, усугубляют проблему. Загрязнение на этом уровне незаметно, но его достаточно, чтобы нарушить прочность соединения.
Механические и химические методы создают свои собственные проблемы.
Ручная абразивная обработка не обеспечивает равномерного нанесения покрытия на сложные геометрические формы. Протирка растворителем требует точности действий оператора и оставляет следы, если процесс не контролируется должным образом. Ни один из этих методов не обеспечивает повторяемости процесса, необходимой для структурного склеивания в автомобильной промышленности.
Каким образом плазменная обработка поверхности активирует поверхность перед склеиванием?
Плазменная обработка поверхности модифицирует подложку посредством двух одновременных механизмов. Она не требует контакта с поверхностью и не вносит вторичных химических процессов.
Когда ионизированный газ контактирует с подложкой:
- Органические загрязнения, включая масла, силиконы, разделительные составы для форм и пыль, разлагаются и превращаются в газ, очищая поверхность.
- Полярные функциональные группы замещают инертные молекулярные связи на поверхности, повышая поверхностную энергию до уровня, при котором адгезивы растекаются и проникают в микроскопические поверхностные структуры, а не остаются над ними.
Инженеры проверяют качество обработки в производственной зоне с помощью угол смачивания водой Тестирование. На необработанной алюминиевой поверхности капля воды образует высокий округлый шарик. Поверхность, обработанная плазмой, мгновенно сплющивается, подтверждая уровень поверхностной энергии, необходимый для структурного соединения.
Каковы основные точки соединения при склеивании алюминия, пластмасс и композитных материалов?
Каждый тип материала, играющий ключевую роль в облегчении конструкции, по-разному реагирует на плазменную обработку поверхности и предъявляет специфические требования к склеиванию в структуре транспортного средства.
Алюминиевые конструкционные компоненты
В процессах плазменной сварки алюминия в автомобильной промышленности обработка стабилизирует оксидный слой и удаляет технологические загрязнения непосредственно перед нанесением клеевого шва. Алюминий начинает повторно окисляться в момент очистки, поэтому обработка в процессе сварки сохраняет весь диапазон адгезии до образования соединения.
Соединения из углепластика и композитных материалов с металлом
Детали из углеродного волокна содержат разделительные составы, оставшиеся после производственного процесса, которые стандартная очистка не может полностью удалить. Промышленная плазменная обработка удаляет эти остатки без термического воздействия на матрицу волокна или смолу. Соединения CFRP со сталью и CFRP с алюминием, обработанные таким образом, выдерживают усталость и многократное термическое расширение на протяжении всего срока службы автомобиля.
Сборки из пластика и пластика с металлом
Внутренняя отделка, осветительные приборы и дверные компоненты используются АБС, ПП и ПБТ в склеенных конфигурациях. Плазма повышает поверхностную энергию на этих подложках в сложных трехмерных геометрических формах, обеспечивая клеям и герметикам стабильную поверхность для склеивания.
Каким образом плазменная обработка улучшает прочность и однородность конструкции?
В необработанном клеевом соединении разрушение начинается на границе раздела между клеем и подложкой. Плазменная обработка поверхности смещает точку разрушения в сам клеевой материал, а это значит, что клеевой шов держится до тех пор, пока клей не достигнет своего механического предела.
- Плазменно-обработанные соединения более эффективно противостоят проникновению влаги, термическим ударам и механической усталости, чем соединения, подготовленные абразивной обработкой или химической протиркой. Функциональные группы, введенные в поверхность, образуют стабильные связи с клеем, которые сохраняют свою прочность при циклических нагрузках.
- Автоматизированные плазменные системы применяют одинаковые параметры обработки ко всем компонентам в процессе производства, устраняя вариативность, связанную с ручной подготовкой, которая неизбежна при изготовлении таких важных с точки зрения безопасности узлов, как стойки крыши, лотки для батарей и усилители дверных порогов.
Каким образом плазменная интеграция заменяет грунтовку и полировку на производственной линии?
Плазменная обработка заменяет традиционную подготовку поверхности одним этапом обработки, проводимым непосредственно перед нанесением клея. Каждый заменяемый ею метод влечет за собой затраты, выходящие за рамки самого процесса:
- Для работы на пескоструйных станциях требуется вентиляционная инфраструктура, средства индивидуальной защиты, а также происходит загрязнение воздуха твердыми частицами.
- Химические грунтовки улучшают работу с летучими органическими соединениями, сокращают время высыхания и способствуют утилизации опасных отходов.
- Протирание растворителем зависит от точности действий оператора и сопряжено с риском образования остатков, если не контролируется должным образом.
Устройство KeyLink PL-5020-OUT обеспечивает мощность 1000 Вт на каждую сварочную головку при обработке полосы шириной от 7 до 13 мм благодаря использованию двух сварочных головок. Оно обрабатывает две зоны склеивания одновременно и работает на сжатом воздухе, не требуя внешнего источника газа.
Он устанавливается на манипуляторы роботов для использования в поточном производстве, сокращая время цикла при обработке широких поверхностей, таких как дверные пороги и алюминиевые напольные конструкции.
Для компонентов, где точность траектории сопла имеет значение при сложной геометрии, Автоматизированная платформа для плазменной обработки AXIS (5010-OUT) Обеспечивает управление движением по осям XYZ с точностью позиционирования ±0,01 мм. Двухосевая архитектура по оси Y поддерживает точность траектории на высоких скоростях обработки, охватывая панели из углепластика, кромки корпусов батарей и сложные зоны внутреннего соединения.
Создайте свой облегченный процесс склеивания с помощью KeyLink.
Компания KeyLink предлагает решения для адгезии композитных материалов, алюминия, нержавеющей стали и термопластичных подложек на автомобильных производственных линиях по всему миру. Системы сертифицированы по стандартам ISO 9001:2015, CE, LVD и ETL, и все устройства проходят 24-часовые испытания на долговечность перед отгрузкой. Плазменные системы KeyLink для применения в автомобильной промышленности. или Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваши конкретные требования к сборке..
