استفاده از Huntsman Araldite AV 170 برای پیوند ساختاری مواد متفاوت در سبک وزن خودرو

با رواج فناوری سبک وزن خودرو، سازندگان خودرو به طور گسترده ای از ترکیب آلیاژ آلومینیوم و پلاستیک تقویت شده با فیبر کربن (CFRP) برای تولید براکت های بدنه و اجزای محفظه موتور استفاده می کنند. با توجه به تفاوت زیاد در ضریب انبساط حرارتی خطی بین دو ماده، چسب‌های معمولی در شرایط طولانی‌مدت متناوب دماهای بالا و پایین و شرایط ارتعاش مستعد جداشدگی، ترک خوردگی و تضعیف استحکام هستند. یک تولیدکننده قطعات خودروهای تجاری، چسب ساختاری اپوکسی یک جزئی حرارت-کور آرالدیت AV 170 را برای اتصال تولید انبوه براکت‌های محفظه موتور فیبر کربن و قاب‌های آلیاژ آلومینیومی استفاده کرد و به کاربرد عملی قابل اعتمادی دست یافت.

بسترهای اتصال در این پروژه مواد کامپوزیت فیبر کربن درجه هوافضا و آلیاژ آلومینیوم 6063 است. پیش تصفیه سطح کاملاً مطابق با مشخصات محصول انجام شد: سطوح به طور کامل با استون چربی زدایی شدند تا روغن، گریس و گرد و غبار از بین برود و به دنبال آن سند بلاست برای زبری مکانیکی انجام شد. دومین تیمار چربی زدایی پس از زبری انجام شد و قطعات کاملاً خشک شدند تا از چسبندگی سطحی عالی اطمینان حاصل شود. آرالدیت AV 170 یک خمیر تیکسوتروپیک بدون افتادگی در حین استفاده است و برای توزیع دستی و اتوماتیک مناسب است. ضخامت چسب در 0.05-0.10 میلی متر کنترل شد تا استحکام برشی دامان و اتصال یکنواخت را متعادل کند. می‌تواند شکاف‌های تا 3 میلی‌متر را پر کند، که به خوبی تحمل ماشینکاری قطعات را در خود جای می‌دهد.

فرآیند پخت، برنامه استاندارد 60 دقیقه پخت در دمای 150 درجه سانتیگراد را اتخاذ کرد که امکان اتصال متقابل کامل چسب را فراهم کرد. پس از پخت، استحکام برشی لبه در دمای 23 درجه سانتیگراد به 28 تا 30 نیوتن بر میلی‌متر مربع رسید و مقاومت لایه‌برداری غلتکی 8/5 نیوتن بر میلی‌متر بود. چقرمگی بالای آن به طور موثر استرس داخلی ناشی از انبساط حرارتی و انقباض مواد غیر مشابه را کاهش می دهد. پس از 100 چرخه حرارتی از -30 درجه سانتیگراد تا 70 درجه سانتیگراد و آزمایش‌های ارتعاشی طولانی‌مدت، هیچ لایه‌لایه یا ترک بر روی اتصالات باند شده با نرخ حفظ استحکام بالای 94٪ یافت نشد. دمای خدمات طولانی مدت چسب پخت تا 120 درجه سانتیگراد است که کاملاً با محیط دمای بالا محفظه موتور سازگار است. همچنین دارای مقاومت عالی در برابر روغن موتور، بنزین بدون سرب، روغن روان کننده و سایر مواد شیمیایی است که نیازهای خدمات را برای کل چرخه عمر وسایل نقلیه برآورده می کند.

از نظر ذخیره سازی و تولید انبوه، این چسب زمانی که در دمای 2 تا 8 درجه سانتیگراد نگهداری می شود، 2 سال ماندگاری دارد و پس از خارج شدن از سردخانه به مدت 6 ماه در دمای 15 تا 25 درجه سانتیگراد قابل استفاده است که با آماده سازی انبار و تولید مداوم خطوط مونتاژ صنعتی سازگار است. تا به حال، اجزای باند شده این دسته بیش از 2 سال است که بدون هیچ گونه خرابی اتصال در وسایل نقلیه در خدمت بوده اند و ثابت شده است که یک راه حل بالغ برای اتصال ساختاری مواد غیر مشابه در صنعت خودروسازی است.