Giunzione di materiali e fissaggio con adesivo

Progettisti e ingegneri tentano ogni giorno di migliorare i progetti e i processi di produzione. Consentendo l'uso di una vasta gamma di materiali nella progettazione del prodotto, i nastri e gli adesivi 3M™ permettono di ottenere un miglioramento dell'estetica, costruzioni dal peso più leggero e prodotti dalle prestazioni finali migliori. Queste soluzioni adesive in nastro e liquide consentono ai clienti di realizzare prodotti in modo creativo, efficace ed efficiente. I nastri e gli adesivi 3M™ possono essere utilizzati per una vasta gamma di applicazioni e substrati. Siamo lieti di aiutarvi a trovare il prodotto corretto per il vostro processo di assemblaggio.

Mani con guanti che maneggiano due componenti in metallo ricoperte di adesivo liquido che saranno unite tramite fissaggio con adesivo.

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Nastri e adesivi per l'assemblaggio industriale

Anche se esistono vari modi per progettare e realizzare i prodotti, i nastri e gli adesivi 3M™ offrono vantaggi specifici rispetto alla saldatura e al fissaggio meccanico.

Fissaggio tradizionale e fissaggio con adesivo
- La saldatura è lo standard del settore per l'assemblaggio industriale ma richiede competenza e potrebbe non essere possibile da realizzare se i substrati sono diversi (ad esempio alluminio su acciaio). I bulloni consentono un controllo preciso della coppia di serraggio e sono rimovibili o sostituibili, tuttavia richiedono anche dei fori nel substrato. Le viti sono spesso utilizzate, ma non possono sopportare forti sollecitazioni e possono essere soggette alla corrosione. I rivetti sono un'altra scelta diffusa ma, per il montaggio, richiedono l'accesso da entrambi i lati e funzionano al meglio con substrati simili. La saldatura viene utilizzata per garantire la conduttività elettrica, ma in genere offre un fissaggio debole dal punto di vista meccanico.
- Al contrario, adesivi e nastri, utilizzati come alternativa ai metodi tradizionali, possono offrire diversi vantaggi. Ad esempio, gli adesivi liquidi possono distribuirsi e adattarsi alla forma dell'area di fissaggio riempiendo le fessure. Forniscono, in genere, legami resistenti. I nastri offrono un fissaggio dallo spessore e dalle dimensioni costanti. Offrono una adesione e resistenza immediata per facilitare il montaggio. Entrambi sono disponibili in diversi formati, che offrono flessibilità alla progettazione e alla produzione. Oltre ai formati, i nastri e gli adesivi offrono un'ampia gamma di livelli di resistenza per soddisfare le diverse esigenze di substrati e di progettazione.
- Gli adesivi industriali offrono dei vantaggi fondamentali rispetto ad altri metodi di assemblaggio industriale, tra cui:
- Eliminazione della necessità di foratura e buchi riducendo i costi di manodopera e la concentrazione delle sollecitazioni
  
  Utilizzo di materiali più sottili e leggeri per ridurre il peso e l'energia consumata dal prodotto
  
  Distribuzione delle sollecitazioni in modo uniforme sull'area di fissaggio per ottimizzare le prestazioni
  
  Fissaggio di materiali diversi tra loro per consentire nuove modalità di progettazione e prevenire la corrosione
  
  Fissaggio e sigillatura in contemporanea per ridurre le fasi del processo di produzione
  
  Riduzione delle vibrazioni nel prodotto finale per migliorare il comfort e l'utilizzo da parte dei clienti

Fattori da considerare nel caso di fissaggio con adesivi e nastri

Per formare un fissaggio adesivo, l'adesivo deve entrare in stretto contatto con la superficie di ogni substrato. Di conseguenza, l'adesivo deve essere selezionato tenendo conto dell'energia superficiale e della pulizia dei substrati. Inoltre, l'adesivo deve avere sufficiente forza di coesione per soddisfare le esigenze dell'applicazione. Durante la selezione dei substrati per il proprio progetto, è possibile collaborare con 3M per selezionare l'adesivo migliore per l'applicazione.

Energia superficiale, bagnabilità e adesione

L'energia superficiale è una proprietà fisica della superficie di un materiale che determina quanto strettamente l'adesivo entrerà in contatto con esso. Su un materiale con alta energia superficiale, un liquido si distribuirà o bagnerà la superficie; su un materiale con bassa energia superficiale, il liquido tenderà a non defluire e a formare delle goccioline. Per garantire un legame, un adesivo deve spargersi sul substrato.

Per scegliere il corretto adesivo è importante comprendere quali sono le energie superficiali di tutti i substrati e come l'adesivo si spargerà su ciascuno. Anche la pulizia della superficie è un fattore importante nella determinazione di come un adesivo si sparge sul substrato: alcuni adesivi richiedono un elevato grado di pulizia del substrato, mentre per altri questo aspetto è meno critico.

Forza di coesione

La forza di coesione è la resistenza interna di un adesivo, la capacità dell'adesivo di rimanere integro sotto sforzo. Maggiore è la forza di coesione, più resistente è l'adesivo. È importante prendere in considerazione specifici tipi di sollecitazioni che agiranno su una giunzione realizzata con l'adesivo. Le tipiche sollecitazioni includono taglio, spaccatura, scollamento e trazione.

La forza di coesione è determinata dalla composizione chimica dell'adesivo. La resistenza degli adesivi copre una vasta gamma, dagli adesivi sensibili alla pressione agli adesivi strutturali epossidici ed acrilici. La conoscenza dell'entità e della frequenza delle sollecitazioni a cui sarà soggetta l'applicazione è utile per scegliere l'adesivo con la forza di coesione migliore per il compito da svolgere.

Tipi di substrato

3M™ offre un'ampia gamma di adesivi e nastri e un'approfondita conoscenza dei substrati per assistervi nella vostra attività di progettazione.

Metallo

I metalli, in particolare quelli di uso comune come l'acciaio e alluminio, sono robusti, resistenti, facilmente lavorabili dalle macchine utensili, convenienti e ampiamente utilizzati nell'industria. Presentano alte energie superficiali e sono in genere facili da incollare con un'adeguata preparazione della superficie. Molti dei vantaggi dell'incollaggio, come il riempimento delle fessure e l'isolamento dei substrati, sono particolarmente apprezzati nel caso di fissaggio dei metalli.
Materiali tradizionali

Includono substrati come vetro, materiali ceramici e calcestruzzo, nonché materiali naturali come legno, tessuti, pelle e pietra. Questi materiali sono dotati di energie superficiali di medio livello e sono abbastanza facili da incollare, ma ognuno di essi presenta requisiti specifici per la pulizia e la preparazione superficiale. 3M offre adesivi progettati appositamente per incollare ciascuno di questi materiali.
Tecnoplastiche

Queste sono in genere plastiche resistenti e rigide, che offrono buone prestazioni anche a temperature elevate e spesso dei costi maggiori; esempi di questi materiali includono policarbonato, ABS, schiuma poliuretanica, molti materiali compositi e la maggior parte delle vernici. Riescono a sopportare numerose lavorazioni e non sono troppo difficili da incollare, ma dettagli specifici, come ad esempio gli agenti di rilascio dello stampo, possono essere problematici.
Plastiche a bassa energia superficiale (LSE)

Le plastiche con bassa energia superficiale (Low Surface Energy, LSE) sono dotate di una resistenza intrinseca alla dispersione che rende più complesso il processo di selezione dell'adesivo. Esempi di questi materiali includono polipropilene, polietilene, polistirene e molte vernici a polvere. 3M ha sviluppato appositi adesivi per plastica per incollare questi materiali.

Tipologie di assemblaggio

Per determinare quale adesivo offra le migliori prestazioni, è spesso utile valutare il tipo di assemblaggio. Le sei tipologie di assemblaggio indicate qui di seguito presentano diverse caratteristiche progettuali che spesso determinano l'adesivo o il nastro migliore da usare.

Considerazioni su progettazione e produzione

Uno dei modi più rapidi per trovare la soluzione circa il nastro o l'adesivo ottimale è prendere in considerazione come il prodotto sarà realizzato e utilizzato. Ad esempio, la produzione sarà automatizzata o manuale? Quanto spazio è disponibile? Che temperature raggiunge il prodotto durante l'uso? Ci sono delle specifiche di settore che devono essere soddisfatte dal prodotto?

Processo di fissaggio

Di seguito sono elencati alcuni aspetti chiave da tenere in considerazione durante il processo di produzione. Quali sogno gli attuali processi di produzione e assemblaggio? La soluzione che prevede l'uso dell'adesivo deve adattarsi al processo corrente o il processo/le apparecchiature possono essere modificate? Quanto rapidamente il prodotto assemblato sarà spostato tra le fasi del processo di produzione? Il legame dovrà essere riposizionato? Quali sono le condizioni ambientali, di salute e di sicurezza e i requisiti normativi? Uno qualsiasi di questi fattori può influire sulla scelta dell'adesivo.
Utilizzo finale

Le prestazioni del prodotto finale sono importanti. Dove e come viene utilizzato il prodotto finito? Si tratta di un prodotto finito o si tratta di un pezzo destinato a un altro produttore? Sarà esposto a un ambiente ostile dove alte temperature, raggi UV, vibrazioni, urti, umidità o pioggia possano agire su di esso? Devono essere rispettati specifici requisiti dettati da utilizzi militari, EN, FDA, UL, ASTM, requisiti per il settore edile, per il settore nautico o di altro tipo? Sono tutte considerazioni importanti al fine di effettuare la scelta finale.

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