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胶粘剂技术启动汽车装配革命
点击次数:1262发布日期:2014年06月23日

  生意社10月29日讯 胶粘剂技术的快速发展能让我们设计出车体更轻的汽车,并且也能让我们使用更薄的钢板。一些新平台已经开始采用这种新颖方法,期望很快就能获得更广泛的收益。
  福特车身结构技术主管ShawnMorgans说,福特(Ford)公司通过在车身上部使用抗冲撞耐久结构胶把2008福特福克斯(FordFocus)车型的重量减少了3.7磅。Morgans介绍说,“我们减少了焊点,接下来的重点是要减少钢材的使用量。”
  通用汽车公司(GeneralMotors)的工程师们也正在着眼于增加使用新型强力胶
  通用汽车公司材料与处理实验室主任MarkVerbrugge说:“广泛使用抗冲撞加强型胶粘剂,而不用铆接、热连接、搅拌摩擦焊等其他类似方式会很有好处,这样能减轻重量。如果你最终不得不使用铆钉或什么其他东西来保证车身结构牢固安装在一起的话,在工厂中的紧固安装也会成问题。你真正需要的是一种能马上固定和装配的粘结合。”
  在欧洲和亚洲分别以Epsilon和Delta为标志开发的美国通用汽车公司新型车辆将会采用新开发的抗冲撞胶粘剂。新型欧宝(Opels)车预计也将使用这种先进的胶粘剂系统。
  在欧洲,汽车制造商必须在2012年以前把所有客车的二氧化碳排放减少到120g/km以下;在车身上使用结构胶粘剂是欧洲非常领先的技术。比如,防撞稳定型胶粘剂就正在被新梅赛德斯(Mercedes)和宝马(BMW)车型所使用。
  汽车上的粘结结合,包括把玻璃粘结在法兰模板上,已经具有很久的历史了。车身的重量占整辆汽车的25%,是降低车辆重量的主要目标。直到最近几年,用在飞机和其他应用上的高强度胶粘剂才适用于汽车车身,因为以前的胶粘剂遭遇碰撞时过脆易碎,尤其是在较低的温度下。改变了抗冲击强度的双阶系统的开发为胶粘剂带来了技术突破。在被称作协同增韧增强过程中的化学反应会产生增强颗粒和增韧剂。增强颗粒可以减少碎裂并且能吸收能量。在胶粘剂固化之前,这些只有几纳米大小的柔软颗粒被均匀地分布在整个基质结构中。
  防撞稳定型胶粘剂可能会被广泛地使用在亚洲产的一种新车型上
  防撞稳定型胶粘剂之所以能够适用于传统汽车生产系统是因为还出现了一项关键技术。那就是,这种胶一般在356F左右就能固化,这可以让预处理电涂加工不使用专用养护炉就可以使结构固化。这种材料的最新品类可以在-40~176F的温度范围内使用。
  今天发展最快的技术是使用混合粘结。正如Verbrugge所说的那样,需要使用点焊或者其他传统紧固系统来提供初始强度。出现这种现状的另外一个因素是,作为整体车辆测试的一部分,用于预测新型防撞稳定型胶粘剂性能的仿真技术比较有限。
  “我们所看到的取得很大使用进展的另一个领域是高强度钢”,汉高公司(Henkel)结构解决方案总监ChrisLiddiard说。“这种钢比较硬,所以如果你不太当心的话就会很快把能量作用到焊点上。”使用新型胶粘剂可以通过提供双能量管理系统来提高连接缝的完整性。
  如果能够在汽车规模的应用上可靠地预测粘结性能并且能开发出更快装配的胶粘剂的话,结构型胶粘剂下一代的重大技术突破就会出现。但现在的开发进步也很快,并且与很多种类的机械设计都有关联。
  Lotus公司的收获
  “就全球来说,汽车工业的挑战是在提高安全性、提高性能和让用户能买得起的同时来提高车辆的燃油效率,”Lotus公司的总机械工程师JasonRowe说。Rowe在最近的一份研究报告中写道:“最近在连接技术方面最大的进展就是结构型胶粘剂的性能。”
  使用机械紧固技术和结构胶粘剂,这种结构是2005年推出的,使用的大多是铝结构型材。在有焊点的地方使用了自冲铆钉连接,在封闭结构的单面连接上使用的是自攻(flow-drill)螺丝。在粘结固化循环中,是这两种连接方法首先把结构固定在一起,并且能在碰撞中避免粘结点剥落。热固化结构型胶粘剂是其中主要的连接介质。据说这种系统能提供超常的扭转强度。
  “自冲铆钉(SPR)和胶粘剂的联合使用要比单独使用粘结剂具有强得多的抗剥落性能,其强度至少是单独使用铆接方法的三倍,”Rowe说。“另外,使用自冲铆钉可以在胶粘剂固化之前对主要结构进行夹具去电镀处理(de-jigging),在电涂过程中无需专家来固定就能保持其几何形状和尺寸。”之所以需要这种新方法是因为点焊和MIG(MetalInertGas,金属惰性气体)焊接会使铝材剥蚀。

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