Huntsman Araldite AV 170'nin otomotiv hafiflemesinde benzersiz malzeme yapısal bağlama için uygulanması

Otomotiv hafif teknolojisinin yaygınlaşmasıyla birlikte otomobil üreticileri, gövde braketleri ve motor bölmesi bileşenleri üretmek için alüminyum alaşımı ve karbon fiber takviyeli plastik (CFRP) kombinasyonunu yaygın olarak benimsiyor. İki malzeme arasındaki doğrusal termal genleşme katsayısındaki büyük fark nedeniyle, sıradan yapıştırıcılar, uzun süreli değişen yüksek ve düşük sıcaklıklar ve titreşim koşulları altında bağdan ayrılmaya, çatlamaya ve mukavemet zayıflamasına eğilimlidir. Bir ticari araç bileşeni üreticisi, karbon fiber motor bölmesi braketleri ve alüminyum alaşımlı çerçevelerin seri üretimde yapıştırılması için Araldite AV 170 tek bileşenli, ısıyla sertleşen epoksi yapısal yapıştırıcıyı benimseyerek güvenilir pratik uygulama elde etti.

Bu projedeki bağlama alt katmanları havacılık sınıfı karbon fiber kompozit malzemeler ve 6063 alüminyum alaşımıdır. Yüzey ön işlemi, ürün özelliklerine tam olarak uygun olarak gerçekleştirildi: yağ, gres ve tozu gidermek için yüzeyler asetonla tamamen yağdan arındırıldı, ardından mekanik pürüzlendirme için kumlama yapıldı. Pürüzlendirmeden sonra ikinci bir yağdan arındırma işlemi gerçekleştirildi ve mükemmel arayüzey yapışmasını sağlamak için parçalar tamamen kurutuldu. Araldite AV 170, hem manuel hem de otomatik dağıtıma uygun, uygulama sırasında sarkmayan tiksotropik bir macundur. Yapıştırıcı kalınlığı, bindirme kesme mukavemetini ve düzgün bağlanmayı dengelemek için 0,05-0,10 mm'de kontrol edildi. Parçaların işleme toleranslarına iyi uyum sağlayacak şekilde 3 mm'ye kadar boşlukları doldurabilir.

Kürleme işlemi, yapıştırıcının tam çapraz bağlanmasını sağlayan 150°C'de 60 dakikalık kürleme standart programını benimsemiştir. Sertleştirmeden sonra bindirme kesme mukavemeti 23°C'de 28–30 N/mm²'ye ulaştı ve silindir soyulma mukavemeti 5,8 N/mm oldu. Yüksek dayanıklılığı, farklı malzemelerin termal genleşmesi ve büzülmesinden kaynaklanan iç gerilimi etkili bir şekilde giderir. -30°C'den 70°C'ye kadar 100 termal döngü ve uzun süreli titreşim testlerinden sonra, %94'ün üzerinde mukavemet koruma oranıyla, birleştirilmiş bağlantılarda hiçbir delaminasyon veya çatlak bulunmadı. Kürlenmiş yapıştırıcının uzun süreli servis sıcaklığı 120°C'ye kadar çıkar ve bu, motor bölmelerinin yüksek sıcaklıktaki ortamına mükemmel şekilde uyum sağlar. Ayrıca motor yağına, kurşunsuz benzine, yağlama yağına ve diğer kimyasallara karşı mükemmel direnç göstererek araçların tüm yaşam döngüsü boyunca servis gereksinimlerini karşılar.

Depolama ve seri üretim açısından, yapıştırıcı 2–8°C'de saklandığında 2 yıllık bir raf ömrüne sahiptir ve soğuk depodan çıkarıldıktan sonra 15–25°C'de 6 ay boyunca stabil bir şekilde kullanılabilir; bu da endüstriyel montaj hatlarının stok hazırlama ve sürekli üretimine uygundur. Şu ana kadar bu partinin birleştirilmiş bileşenleri, herhangi bir bağlanma hatası olmaksızın 2 yıldan fazla bir süredir araçlarda kullanılmakta olup, otomotiv endüstrisindeki farklı malzemelerin yapısal olarak yapıştırılması için olgun bir çözüm olduğunu kanıtlamıştır.