Aplicación de Huntsman Araldite AV 170 para la unión estructural de materiales diferentes en el aligeramiento del automóvil

Con la popularización de la tecnología automotriz liviana, los fabricantes de automóviles adoptan ampliamente la combinación de aleación de aluminio y plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP) para producir soportes de carrocería y componentes del compartimiento del motor. Debido a la gran diferencia en el coeficiente de expansión térmica lineal entre los dos materiales, los adhesivos comunes son propensos a despegarse, agrietarse y atenuarse la resistencia en condiciones de vibración y temperaturas altas y bajas alternas a largo plazo. Un fabricante de componentes para vehículos comerciales adoptó el adhesivo estructural epoxi de curado térmico de un componente Araldite AV 170 para la unión en producción en masa de soportes del compartimiento del motor de fibra de carbono y marcos de aleación de aluminio, logrando una aplicación práctica confiable.

Los sustratos de unión en este proyecto son materiales compuestos de fibra de carbono de grado aeroespacial y aleación de aluminio 6063. El pretratamiento de la superficie se llevó a cabo estrictamente de acuerdo con las especificaciones del producto: las superficies se desengrasaron minuciosamente con acetona para eliminar el aceite, la grasa y el polvo, seguido de un chorro de arena para darle rugosidad mecánica. Se realizó un segundo tratamiento de desengrase después del desbaste y las piezas se secaron completamente para asegurar una excelente adhesión interfacial. Araldite AV 170 es una pasta tixotrópica que no descuelga durante la aplicación, apta para dosificación tanto manual como automática. El espesor del adhesivo se controló entre 0,05 y 0,10 mm para equilibrar la resistencia al corte del solapamiento y la unión uniforme. Puede rellenar huecos de hasta 3 mm, lo que se adapta bien a las tolerancias de mecanizado de las piezas.

El proceso de curado adoptó el programa estándar de curado de 60 minutos a 150 ℃, lo que permitió la reticulación completa del adhesivo. Después del curado, la resistencia al corte por solape alcanzó 28–30 N/mm² a 23 ℃, y la resistencia al pelado del rodillo fue de 5,8 N/mm. Su alta tenacidad alivió eficazmente la tensión interna causada por la expansión y contracción térmica de materiales diferentes. Después de 100 ciclos térmicos de -30 ℃ a 70 ℃ y pruebas de vibración a largo plazo, no se encontró delaminación ni grietas en las uniones unidas, con una tasa de retención de resistencia superior al 94 %. La temperatura de servicio a largo plazo del adhesivo curado es de hasta 120 ℃, lo que se adapta perfectamente al ambiente de alta temperatura de los compartimentos del motor. También presenta una excelente resistencia al aceite de motor, gasolina sin plomo, aceite lubricante y otros químicos, cumpliendo con los requisitos de servicio para todo el ciclo de vida de los vehículos.

En términos de almacenamiento y producción en masa, el adhesivo tiene una vida útil de 2 años cuando se almacena a una temperatura de 2 a 8 ℃, y puede usarse de manera estable durante 6 meses a una temperatura de 15 a 25 ℃ después de sacarlo del almacenamiento en frío, lo que se adapta a la preparación de existencias y la producción continua de las líneas de montaje industriales. Hasta ahora, los componentes unidos de este lote han estado en servicio en vehículos durante más de 2 años sin ningún fallo de unión, demostrando ser una solución madura para la unión estructural de materiales diferentes en la industria automotriz.