Is het mogelijk om een ​​auto met lijm in elkaar te zetten?

  • Joseph Norman
  • 0
  • 2236
  • 150
Veel autofabrikanten, waaronder BMW, hebben structurele lijmen voor auto's gebruikt in plaats van bouten of lassen om plastic bekleding aan voertuigen te bevestigen. Zie onze fotogalerij met automotoren. Johannes Simon / Getty Images

Als je je de lopende band bij een au-to-fabriek voorstelt, zie je waarschijnlijk lasmachines, klinknagels, bouten en schroeven die alle onderdelen van een auto aan elkaar bevestigen. Het zal je misschien verbazen te horen dat veel autofabrikanten lijm gebruiken om sommige onderdelen van moderne voertuigen aan elkaar te hechten. Dit is niet het soort lijm dat je in de rugzak van een schoolkinderen aantreft, of het soort autolijm dat je zou kunnen gebruiken om een ​​plastic model samen te stellen - structurele lijmen voor auto's zijn geavanceerde materialen die epoxy's worden genoemd en die kunnen worden aangepast om aan te hechten. bijna elk oppervlak en bestand tegen een breed scala aan extreme temperaturen.

Het gebruik van lijm bij autofabricage is geen manier om bochten te nemen of een inferieure auto te maken. Moderne lijmen bieden veel technische voordelen ten opzichte van traditionele methoden om twee delen aan elkaar te bevestigen. In feite vormen lijmen meestal een hechting die sterker is dan de materialen die ze aan elkaar hechten. Lijmen kunnen de sleutel zijn tot het bouwen van lichtere, efficiëntere auto's, en wanneer nieuwe materialen zoals koolstofcomposieten worden gebruikt, kunnen lijmen de enige manier zijn om ze te verlijmen, aangezien koolstofvezelpanelen niet aan elkaar kunnen worden gelast..

Autolijmen zijn natuurlijk niet perfect - er zijn een paar milieuproblemen en voor sommige toepassingen werken ze gewoon niet zo goed. Welke lijmen werken het beste voor de vele verschillende onderdelen van een auto? En hoe gaat het gebruik van lijmen de auto-industrie veranderen? Zullen we daardoor minder dure auto's zien? Zo ja, zijn ze dan veilig? Blijf lezen om erachter te komen.

Deze achterruit wordt met lijm gecoat voordat deze op een Dodge Caliber wordt geplaatst. Mary Knox Merrill / The Christian Science Monitor / Getty Images

Het aanbrengen van lijm bij autoproductie is een iets gecompliceerder proces dan alleen wat lijm aanbrengen en de twee delen bij elkaar houden. Om te beginnen worden structurele lijmen voor auto's gemaakt van chemicaliën genaamd epoxy's. Een epoxy bestaat uit twee delen: een hars en een katalysator. Wanneer de twee componenten worden gecombineerd, start de katalysator een chemische reactie in de hars en ontwikkelt de hars zijn hechtende eigenschappen naarmate het mengsel uithardt. Uithardingstijden voor de epoxy kunnen variëren van enkele minuten tot een dag of zelfs langer. In sommige gevallen kan het uitharden worden bevorderd door bakken of een andere vorm van toegepaste warmte. Sommige epoxy's harden zelfs uit onder toepassing van ultraviolet licht.

Er zijn twee soorten epoxy's die gewoonlijk worden gebruikt: polyurethaanepoxy's en glasachtige matrixepoxy's. Glazige matrixepoxy's zijn extreem sterk en stijf, en ze zijn bestand tegen scheren -- zijdelingse scheiding van de gelijmde delen - bij zeer hoge krachtniveaus. Polyurethaanepoxy's zijn flexibeler, maar ze breken onder afschuifkrachten bij veel lagere krachtniveaus dan glasachtige matrixepoxy's. Een nieuwer tweetraps aanvraagproces genaamd synergetische rubberversteviging geeft epoxy's met een hoge sterkte meer flexibiliteit, zodat ze minder snel breken onder spanning [bron: Smock].

Verdere complicaties bij het aanbrengen van lijm zijn de unieke behoeften van een automobielproductielijn. In sommige gevallen moet lijm in één keer op een volledig deel van de auto worden aangebracht. Nadat enkele extra onderdelen zijn bevestigd en gelijmd, moet de sectie mogelijk een reinigings- en verfproces ondergaan voordat de laatste stukken worden bevestigd. De kleefstof moet op zijn plaats blijven wanneer deze wordt blootgesteld aan vloeistofsprays, elektrodepositie en andere montageprocessen. Om het gebruik van dure voorhardingsovens te vermijden, kan dit uithardingsvermogen in de lijm worden ingebouwd, maar het vereist veel testen en een indrukwekkende chemie.

De beste plaats om een ​​structurele lijm te gebruiken, is op een locatie waar ook de primaire krachten aanwezig zijn compressie, waar de samengevoegde stukken tegen elkaar worden gedrukt, of afschuiving, waarbij de kracht de samengevoegde oppervlakken tegen elkaar probeert te schuiven, zoals je handen tegen elkaar drukt en ze uit elkaar probeert te schuiven.

Structurele lijmen zijn doorgaans niet goed te gebruiken als de kracht die op de verbinding inwerkt de twee stukken uit elkaar zou trekken, aangezien de meeste lijmen slecht zijn afpelsterkte. Een andere slechte locatie voor een structurele lijm is er een waar er krachten zijn die de verbinding zouden buigen, waardoor de verbinding zou kunnen splijten en vervolgens loslaten [bron: Gilles].

Naast de epoxy's worden in bepaalde delen van een auto ook urethaanschuimen gebruikt. Hoewel ze hechtende eigenschappen hebben, worden deze schuimen meer gebruikt vanwege hun eigenschappen als afdichtmiddel dan als structurele bevestigingsmiddelen.

Auto lijm

Voor veel mensen klinkt autolijm op de carrosseriepanelen van een voertuig misschien niet uit de vraag, maar hoe zit het met het lijmen van de motor? Kan een autolijm bestand zijn tegen de hitte en druk die motoren kunnen produceren? Ja, lijmen kunnen - en worden momenteel - gebruikt in motoren. In feite worden klepdeksels, inlaatspruitstukken en oliereservoirs gewoonlijk bevestigd met slechts een paar bouten en een kleefmateriaal dat een vloeistof- of luchtdichte pakking of afdichting vormt..

De Tata Nano gebruikt autolijmen om carrosseriepanelen te bevestigen - en om het gewicht te verminderen. FABRICE COFFRINI / AFP / Getty Images

Het gebruik van lijmen heeft enkele grote voordelen ten opzichte van andere bevestigingsmethoden. Een lijm verdeelt ladingen beter dan een puntlas of een klinknagel. Stel je twee carrosseriepanelen voor die met een paar puntlassen zijn bevestigd. Elke keer dat de auto een hobbel raakt, gaat de kracht van de hobbel door de auto. Wanneer het over die twee carrosseriepanelen gaat, dragen de puntlassen alle kracht. Dit leidt tot spanningsbreuken in het gebied nabij de lasnaden. Met een lijm zouden de panelen over een groter oppervlak kunnen worden bevestigd, waardoor de kracht op een efficiëntere manier wordt verdeeld. Een goede naadlas zou hetzelfde bereiken, behalve dat lassen zo stijf zijn dat ze de kracht niet erg goed overbrengen. Lijmen, vooral polyurethaanepoxy's, kunnen buigen en een deel van de kracht absorberen, en de rest gelijkmatig over het oppervlak overbrengen. Dit is een van de redenen waarom vliegtuigfabrikanten al jaren lijmen gebruiken.

Lijmen maken ook het gebruik van lichtere constructiematerialen mogelijk. Lassen en bouten hebben dikke, zware stalen stukken nodig om ze te verankeren. Met een lijm kan dunner staal worden gebruikt, of de fabrikant kan overschakelen op alternatieve materialen zoals aluminium of koolstofcomposieten. Deze materialen kunnen niet worden gelast zoals staal kan, dus lijmen zijn vaak de beste optie. De Indiase autofabrikant Tata verminderde het gewicht van hun ultracompacte Nano gedeeltelijk door lijm te gebruiken om bepaalde carrosseriedelen te bevestigen.

De temperatuur heeft wel invloed op kleefstoffen, maar de epoxy's die worden gebruikt om auto's te assembleren, smelten pas als ze worden verwarmd tot 400 graden Fahrenheit (204,4 graden Celsius) of meer, en ze barsten niet totdat ze zijn afgekoeld tot min 40 graden Fahrenheit (min 40 graden Celsius). graden Celsius). Dit zijn duidelijk extreme temperatuurverschillen die de meeste mensen tijdens hun leven nooit zouden tegenkomen. Voor de gemiddelde chauffeur is de temperatuur geen probleem.

Dat wil niet zeggen dat kleefstoffen geen gebreken vertonen. De auto-industrie heeft niet veel langetermijngegevens over het gebruik van kleefstoffen, en sommigen twijfelen aan hun vermogen om 10 of 20 jaar gebruik te doorstaan. Structurele lijmen worden al jaren door Europese fabrikanten gebruikt, dus het vertrouwen in de levensduur van lijmen groeit.

Er is een mogelijk negatief neveneffect van lijmgebruik: duurdere reparaties. Als een verlijmd constructiedeel breekt, hebben de meeste reparatiewerkplaatsen niet de faciliteiten die nodig zijn om de lijm opnieuw te hechten. In plaats daarvan zouden ze een vooraf gebonden onderdeel moeten gebruiken dat door de fabrikant is verzonden, waardoor de eigenaar van de auto mogelijk meer moet betalen dan alleen het kapotte onderdeel. Een goede carrosseriebedrijf kan een cosmetische reparatie uitvoeren door het beschadigde gedeelte weg te snijden en een nieuw onderdeel in te lijmen met speciaal voor dit doel ontworpen lijmen.

Hoewel lijmen tegenwoordig steeds vaker worden gebruikt, is het gebruik ervan bij automatische montage niet echt nieuw. Autovoorruiten worden al tientallen jaren op hun plaats gehouden door polyurethaanepoxy's en in de afgelopen tien jaar hebben fabrikanten zoals Saturnus en zelfs BMW plastic bekleding aan hun auto's bevestigd met lijm in plaats van met bouten of lassen. Nu auto-ontwerpers nieuwe technologieën en nieuwe materialen verkennen, kunnen we het gebruik van kleefstoffen de komende jaren zien toenemen. Toch zal er waarschijnlijk altijd een plaats zijn op de lopende band voor een lasser.

Gerelateerde artikelen

  • Wat superlijm zo super maakt?
  • Wat is de goedkoopste auto ter wereld??
  • Hoe vliegtuigen werken
  • Kan koolstofvezel de oliecrisis oplossen?
  • Multifunctionele lijmen
  • Lassen

Meer geweldige links

  • Industrie van lijmen en afdichtingsmiddelen
  • Welding Magazine
  • Dow Automotive

Bronnen

  • Lijmen en afdichtingsmiddelen industrie. "Structurele lijmen voor geavanceerde automobielproductie." 1 september 2007. (7 augustus 2008) http://www.adhesivesmag.com/Articles/Cover_Story/BNP_GUID_ 9-5-2006_A_10000000000000161632
  • Gilles, Kimberley. "Voegen maken met structurele lijmen." Welding Magazine. (7 augustus 2008) http://weldingmag.com/processes/news/wdf_38771/
  • Sabatini, Jeff. "Kun je een auto aan elkaar lijmen?" Automotive ontwerp en productie. Augustus 1999. (8 augustus 2008) http://www.autofieldguide.com/articles/089903.html
  • Kiel, Doug. "GM zal op grote schaal nieuwe structurele lijmen gebruiken." Design Nieuws. 24 maart 2008. (8 augustus 2008) http://www.designnews.com/blog/Engineering_Materials/858-GM_Will_Use_ -New_Structural_Adhesives_Extensively.php



Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.

De meest interessante artikelen over geheimen en ontdekkingen. Veel nuttige informatie over alles
Artikelen over wetenschap, ruimte, technologie, gezondheid, milieu, cultuur en geschiedenis. Duizenden onderwerpen uitleggen, zodat u weet hoe alles werkt