“a capacidade de adesivos e fitas sensíveis à pressão para aderir aos plásticos depende muito da sua energia superficial”, observa Kremer. “Materiais compósitos, tais como plásticos reforçados com fibras rígidas, geralmente se ligam bem em conjuntos com componentes metálicos, e, portanto, são muitas vezes usados como substitutos leves para peças metálicas em como capacetes de combate e veículos recreativos.”
a indústria automotiva tem sido líder em conjuntos de materiais mistos., Aplicações automotivas de plástico para metal incluem módulos front-end, caixas de pedais, pedais, Freios, caixas de ar do condutor, caixas de banco, rodas sobressalentes, tampas de coletores e vigas de carro cruzado.
” depende da aplicação e as condições em que o material tem de realizar”, diz Vasant Pednekar, sênior engenheiro de plásticos fabricante Lanxess Corp. “, Por exemplo, o nylon é normalmente utilizado onde mais elevados requisitos de temperatura ou superior a durabilidade é necessário .,”
enquanto aplicações de plástico-metal são populares na indústria automobilística, as juntas entre os dois materiais também são usados para montar aparelhos, bens de consumo, eletrônica, dispositivos médicos e turbinas eólicas.os fabricantes electrónicos juntam componentes de plástico e metal, tais como alojamentos internos e externos utilizados em telefones inteligentes e outros dispositivos portáteis. “Muitas vezes, a estrutura interna de suporte é de aço inoxidável Fino ou alumínio, e isso está ligado a um pedaço mais espesso de plástico”, diz Jay McKenna, gerente global de negócios para micropem fasteners na PennEngineering.,os barcos são outro produto com conjuntos mistos. Há décadas que os fabricantes marinhos utilizam compostos para cascos, compartimentos de motores, mastros, rudders e outros componentes. Tais conjuntos devem ser muito fortes, e muitas vezes têm que se manter em ambientes de água salgada.”peças metálicas são sempre necessárias para assumir cargas pontuais para peças compostas, e fornecer um ponto de fixação mecânica, ponto pivô ou espalhar uma carga para a estrutura composta”, observa Andrew Rich, presidente do elemento 6, uma empresa de consultoria especializada em compósitos de fibra de carbono automotivo.,os métodos de união
as partes de plástico ou de compósito são tipicamente Unidas a placas metálicas ou componentes estruturais com adesivos ou fixadores.A União de plásticos aos metais envolve frequentemente parafusos mecânicos, tais como rebites ou parafusos. No entanto, isso requer perfuração de buracos, o que pode ser caro. As espessuras compósitas e metálicas devem ser aumentadas globalmente para acomodar as concentrações de tensão nas cargas do furo e do ponto de fixação, sacrificando a vantagem de peso. Alguns parafusos também representam o risco de ferrugem e corrosão.,os encaixes roscados são uma forma de unir peças metálicas a peças de plástico utilizando parafusos roscados. “A aplicação mais comum é a prensagem de latão ou aço inserções em componentes plásticos, seja por processamento térmico ou ultrassônico”, afirma Marcus da EWI. “Isto é conseguido derretendo polímero em um knurl na parte de metal, que atua uma junta mecânica uma vez que o plástico é resfriado.”
outra opção de fixação roscada para conjuntos de materiais mistos é a dos elementos de fixação Self-clinching., Em resposta ao aumento do uso de plástico ligado ao metal, a PennEngineering desenvolveu recentemente vários novos produtos.
“a maioria dos nossos fechos são projetados para fechar em metal, e tipicamente manter dois painéis juntos”, McKenna aponta. “Nós descobrimos que um fixador que se estende através do painel de metal fino, e, em seguida, penetra no painel de plástico mais espesso, oferece os melhores resultados.
“a acção de encolhimento corta o seu caminho para o plástico não dúctil e mantém as duas folhas juntas”, explica McKenna., “Esta pode ser muitas vezes uma solução que é flush nas superfícies superior e inferior do conjunto.”
colagem adesiva supera muitas das questões relacionadas com a utilização de parafusos roscados para ligar conjuntos de materiais mistos. Toda a superfície de contacto ligado participa na gestão da carga. Além disso, a combinação adesiva e primer isola uma superfície de outra, o que reduz os problemas da interação galvânica.a colagem adesiva permite uma gestão mais eficiente da carga, de modo a reduzir a espessura e o peso de ambos os materiais. E, não há buracos para perfurar, alinhar ou selar.,no entanto, os adesivos não são instantâneos como fechos mecânicos. Dependendo da tecnologia, os adesivos levam segundos, minutos e, ocasionalmente, horas para fixar e, em última análise, curar. Os fabricantes devem esperar que o equipamento seja completado antes de se moverem as peças.
O controlo é também um factor. A quantidade de adesivo dispensada, a localização precisa do adesivo e a força clamp aplicada ao conjunto devem ser cuidadosamente controladas ou a ligação ficará comprometida.enquanto os adesivos podem ligar virtualmente qualquer plástico a qualquer metal, alguns materiais funcionam melhor do que outros., “Nylon e ABS normalmente são os plásticos mais fáceis de unir aos metais”, diz Henkel é pequeno. “A força de ligação ao plástico nem sempre é ideal quando você está trabalhando com materiais plásticos extremamente lisos como polipropileno ou com plásticos duros de ligação como polietileno. Mas, os iniciadores podem aumentar muito a força de ligação aos plásticos.”quase todas as tecnologias adesivas podem ser usadas para ligar plásticos aos metais”, acrescenta.cianoacrilatos, acrílicas, epoxias, uretanos, elastómeros e silicones ligam os plásticos de forma fiável aos metais.,”
uma nova tecnologia chamada híbrido estrutural instantâneo adesivo (sendo introduzido esta queda por Henkel) irá melhorar as aplicações de ligação plástico-metal. Combina Adesivos de cianoacrilato de cura rápida com tecnologias estruturais tradicionais, tais como EPOXI ou metacrilato de metilo.
“estas são duas partes, Adesivos de cura à temperatura ambiente aplicados usando um dispensador de cartucho duplo”, diz Small. “Eles oferecem as velocidades de fixação rápida de cianoacrilatos com a durabilidade da tecnologia estrutural.,
“os adesivos estruturais híbridos instantâneos podem ligar a maioria das formulações plásticas, incluindo plásticos duros à ligação, a substratos metálicos”, afirma pequena. “A chave é que o fazem mais depressa. A velocidade de fixação diferencia o híbrido da tecnologia estrutural pura. Arranjo híbrido em menos de três minutos.”
embora actualmente seja impossível soldar plástico para metal, vários novos projectos R&d têm potencial.,Avraham Benatar, um professor associado de engenharia de ciência de materiais na Universidade do Estado de Ohio, desenvolveu um método para unir termoplásticos ao metal usando uma ferramenta aquecida. O substrato metálico é texturizado com um padrão de knurl fino e aquecido por um tempo pré-definido, pressionando-o contra uma ferramenta quente que é mantida a alta temperatura. Em seguida, a placa quente é retraída, e a folha termoplástica fria é pressionada contra a superfície de metal quente por um tempo pré-definido.o metal quente derrete a superfície termoplástica, resultando em escoamento e humidade., O plástico fundido flui para os knurls, criando uma junta de entrelaçamento mecânico quando o plástico arrefece e solidifica. Aumentar o tempo de aquecimento geralmente aumenta a força das articulações até que um ótimo é alcançado.de acordo com Benatar, as juntas de polietileno de alta densidade (HDPE) ao aço que ele criou com a técnica são ligeiramente mais fortes e mais consistentes do que as juntas HDPE ao alumínio. Para um tempo de aquecimento fixo, as juntas policarbonato – e HDPE-a-aço são mais fortes do que as juntas polipropileno – e acrílico-a-aço.,os engenheiros do Instituto de pesquisa de Joining and Welding em Osaka, Japão, desenvolveram um novo processo chamado de solda por volta de atrito. Eles recentemente realizaram um teste que juntou com sucesso peças de alumínio e nylon. Juntas subabdominais com elevada resistência ao cisalhamento foram obtidas ao longo de uma vasta gama de Parâmetros de soldadura.
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