“接着剤や感圧テープがプラスチックに付着する能力は、その表面エネルギーに大きく依存する”とKremer氏は指摘する。 “硬質繊維強化プラスチックなどの複合材料は、一般的に金属部品と組み立てによく結合するため、戦闘ヘルメットやレクリエーション車などの金属部品の軽量代替品として使用されることが多い。”
自動車産業は長い間、混合材料アセンブリのリーダーでした。, プラスチックから金属への自動車用途には、フロントエンドモジュール、ペダルボックス、ブレーキペダル、ドライバーエアバッグハウジング、シートパン、スペアホ
“用途と材料が実行する必要がある条件に依存します”と、プラスチックメーカーのLanxess Corp.のシニアエンジニアであるVasant Pednekar氏は述べています”たとえば、ナイロンは通常、より高い温度要件またはより高い耐久性が必要な場合に使用されます。,”
自動車業界ではプラスチックから金属へのアプリケーションが普及していますが、二つの材料間の接合部は、家電製品、消費財、電子機器、医療機器、風力タービンを組み立てるためにも使用されています。
電子メーカーは、スマートフォンやその他の携帯機器に使用される内部および外部ハウジングなどのプラスチックおよび金属部品に参加します。 “多くの場合、内部サポート構造は薄いステンレス鋼またはアルミニウムであり、それはプラスチックの厚い部分に接続されています”と、PennEngineeringのmicroPEMファスナー,
ボートは、混合材料アセンブリを持つ別の製品です。 海洋の製造業者はずっと何十年もの間外皮、エンジン室、マスト、舵および他の部品のために合成物を使用している。 このようなアセンブリは非常に強くなければならず、しばしば塩水の環境で保持する必要があります。
自動車用炭素繊維複合材料を専門とするコンサルティング会社Element6の社長であるAndrew Rich氏は、”金属部品は、複合部品の点荷重を取り、機械的締結点、ピボット点、または複合構造の負荷を広げるために常に必要です”と述べています。,
接合方法
プラスチックまたは複合部品は、通常、接着剤またはファスナーのいずれかで金属板または構造部品に接合されます。
プラスチックを金属に接合するには、リベットやボルトなどの機械的なファスナーがよく使用されます。 しかし、これには穴あけが必要で、高価になる可能性があります。 穴およびファスナーポイントの荷重での応力集中に対応するために、複合材および金属材の厚さを全体的に増加させる必要があり、重量の利点を損 ある締める物はまた錆および腐食の危険を提起します。,
通された挿入物は通された締める物を使用してプラスチック部品に金属部分を結合する一方通行です。 “最も一般的な用途は、熱加工または超音波加工のいずれかによって、真鍮または鋼のインサートをプラスチック部品にプレスすることです”とEWIのMarcus “これは、プラスチックが冷却されると機械的接合部を作用させる金属部分のローレットにポリマーを溶融することによって達成される。”
混合材料アセンブリのためのもう一つの通された締める物の選択は自己締めつける締める物である。, 金属に付着したプラスチックの使用の増加に対応して、PennEngineeringは最近、いくつかの新製品を開発しました。
“私たちのファスナーの大部分は、金属にクリンチするように設計されており、通常は二つのパネルを一緒に保持しています”とMcKennaは指摘しています。 “私たちは、薄い金属パネルを通って伸び、次に厚いプラスチックパネルにブローチするファスナーが最良の結果を提供することを発見しました。
“ブローチングアクションは、非誘導性プラスチックにその方法をカットし、一緒に二つのシートを保持し、”マッケナは説明しています。, “これは、多くの場合、アセンブリの上面と底面で同じ高さになるソリューションになります。”
付着力の結合は混合され材料アセンブリを結合するのに通された締める物の使用と関連している問題の多数を克服する。 全体の担保付きの接触表面は負荷管理に加わる。 さらに、接着剤とプライマーの組み合わせは、ある表面を別の表面から分離し、ガルバニック相互作用による問題を軽減します。
接着剤接着は、より効率的な荷重管理を提供するので、両方の材料の厚さおよび重量を低減することができる。 そして、あけるか、一直線に並ぶか、または密封するべき穴がない。,しかし、接着剤は機械的なファスナーのように瞬時ではありません。 技術によって、接着剤は固定具および最終的に治るために秒、分および時折時間を取ります。 メーカーは待機のための治具を完了する前に移動。
コントロールも要因です。 分配される接着剤の量、接着剤の精密な位置、およびアセンブリに加えられるクランプ力は注意深く制御されなければならないまたは結束は妥協さ
接着剤は事実上あらゆるプラスチックをあらゆる金属に結ぶことができますが、ある材料は他よりよく働きます。, “ナイロンとABSは、通常、金属に結合するのが最も簡単なプラスチックです”とHenkel’S Smallは言います。 “ポリプロピレンのような非常に滑らかなプラスチック材料やポリエチレンのような接着が難しいプラスチックで作業する場合、プラスチックとの でも、プライマーで大きく増結合強度プラスチックです。
“ほぼすべての接着技術を使用してプラスチックを金属に接着することができます”とSmall氏は付け加えます。
“シアノアクリレート、アクリル、エポキシ、ウレタン、エラストマー、シリコーンはすべて、プラスチックを金属に確実に結合します。,”
ハイブリッド構造インスタント接着剤と呼ばれる新技術（ヘンケルによって今秋に導入される）は、プラスチックと金属の接着用途を強化します。 それはエポキシまたはメチルメタクリル酸塩のような従来の構造技術と早く治るシアノアクリレートの接着剤を、結合する。
“これらは、デュアルカートリッジディスペンサーを使用して適用される二部、室温硬化接着剤である、”小さいは言います。 “それらは構造技術の耐久性のシアノアクリレートの速い据え付け品の速度を提供する。,
“ハイブリッド構造インスタント接着剤は、接着しにくいプラスチックを含むほとんどのプラスチック製剤を金属基材に接着することができる”と “鍵は、彼らがより速くそれを行うことです。 据え付け品の速度は純粋な構造技術からの雑種を区別する。 ハイブリッドフィクスチャー三分未満で。”
プラスチックを金属に溶接することは現在不可能ですが、いくつかの新しいR&Dプロジェクトが可能性を秘めています。,
オハイオ州立大学の材料科学工学の准教授であるAvraham Benatarは、加熱された工具を使用して熱可塑性樹脂を金属に接合する方法を開発しました。 金属の基質は良い刻み目パターンと織り目加工され、高温で保たれる熱い用具に対してそれを押すことによって事前調整の時間熱される。 次いで、熱板を後退させ、冷却熱可塑性シートを熱金属表面に対して予め設定された時間押圧する。熱い金属は熱可塑性表面を溶融し、その結果、流動および湿潤をもたらす。, 溶融したプラスチックがロールに流れ込み、プラスチックが冷却して凝固すると機械的に連動するジョイントが形成されます。 加熱時間を増加させることは一般に最適が達されるまで共同強さを高めます。
Benatarによると、彼がこの技術で作成した高密度ポリエチレン（HDPE）と鋼の接合部は、HDPEとアルミニウムの接合部よりもわずかに強く、一貫性があります。 固定加熱時間のために、ポリカーボネートおよびHDPEに鋼鉄接合箇所はポリプロピレンおよびアクリルに鋼鉄接合箇所より強いです。,
大阪の接合溶接研究所のエンジニアは、摩擦ラップ溶接と呼ばれる新しいプロセスを開発しました。 て実験を行ったことに成功し入アルミニウム、ナイロン部品です。 溶接パラメータの広い範囲にわたって高いせん断強度を有する重ね継手を得た。
Leave a Reply