자동차 공장의 조립 라인을 상상할 때 자동차의 모든 부품을 함께 고정하는 용접 기계, 리벳, 볼트 및 나사를 상상할 것입니다. 많은 자동차 제조업체가 현대식 차량의 일부 부품을 접착하기 위해 접착제를 사용하고 있다는 사실을 알고 놀랄 것입니다. 이것은 학생의 배낭에서 찾을 수 있는 종류의 접착제나 플라스틱 모델을 조립하는 데 사용할 수 있는 종류의 자동차 접착제가 아닙니다. 자동차 구조용 접착제는 접착하도록 맞춤화할 수 있는 에폭시라고 하는 고급 재료입니다. 거의 모든 표면과 광범위한 극한 온도를 견딥니다.
자동차 제조에 접착제를 사용하는 것은 모서리를 자르거나 열등한 자동차를 만드는 방법이 아닙니다. 최신 접착제는 두 부품을 함께 고정하는 기존 방법에 비해 많은 엔지니어링 이점을 제공합니다. 사실, 접착제는 일반적으로 함께 결합하는 재료보다 더 강한 결합을 형성합니다. 접착제는 더 가볍고 효율적인 자동차를 만드는 열쇠가 될 수 있으며, 탄소 합성물과 같은 새로운 재료가 사용될 때 탄소 섬유 패널을 함께 용접할 수 없기 때문에 접착제가 이들을 접착하는 유일한 방법이 될 수 있습니다.
물론 자동 접착제는 완벽하지 않습니다. 몇 가지 환경 문제와 잘 작동하지 않는 응용 프로그램이 있습니다. 자동차의 다양한 부품에 가장 적합한 접착제는 무엇입니까? 그리고 접착제의 사용은 자동차 산업을 어떻게 변화시킬 것입니까? 결과적으로 우리는 더 저렴한 자동차를 보게 될까요? 그렇다면 그들은 안전할까요? 계속 읽으십시오.
자동차 제조에 접착제를 적용하는 것은 접착제를 바르고 두 부품을 함께 고정하는 것보다 약간 더 복잡한 과정입니다. 예를 들어, 자동차 구조용 접착제는 에폭시라는 화학 물질로 만들어집니다. . 에폭시는 수지와 촉매의 두 부분으로 나뉩니다. 두 성분이 결합되면 촉매가 수지에서 화학 반응을 시작하고 혼합물이 경화되면서 수지의 결합 특성이 발달합니다. 에폭시의 경화 시간은 몇 분에서 하루 또는 그 이상까지 다양합니다. 어떤 경우에는 굽거나 다른 형태의 열을 가하여 경화를 도울 수 있습니다. 일부 에폭시는 자외선을 쬐어도 경화됩니다.
일반적으로 사용되는 에폭시에는 폴리우레탄 에폭시와 유리질 매트릭스 에폭시의 두 가지 유형이 있습니다. 유리 매트릭스 에폭시는 매우 강하고 단단하며 전단에 저항합니다. -- 접합된 부품의 측면 분리 -- 매우 높은 힘 수준에서. 폴리우레탄 에폭시는 더 유연하지만 유리 매트릭스 에폭시보다 훨씬 낮은 힘 수준에서 전단력에 의해 파손됩니다. 상승적 고무 강화라고 하는 새로운 2단계 적용 공정 고강도 에폭시에 더 큰 유연성을 제공하여 응력 하에서 파손될 가능성이 적습니다[출처:Smock].
접착제 도포 공정을 더욱 복잡하게 만드는 것은 자동차 생산 라인의 고유한 요구 사항입니다. 어떤 경우에는 접착제를 자동차의 전체 섹션에 단일 배치로 적용해야 합니다. 일부 추가 부품을 부착하고 접합한 후 최종 부품을 부착하기 전에 섹션을 청소 및 페인팅해야 할 수 있습니다. 접착제는 액체 스프레이, 전착 및 기타 조립 공정을 받을 때 제자리에 유지되는 능력이 필요합니다. 값비싼 사전 경화 오븐의 사용을 피하기 위해 이 경화 능력을 접착제에 내장할 수 있지만 많은 테스트와 인상적인 화학 반응이 필요합니다.
구조용 접착제를 사용하는 가장 좋은 위치는 주요 힘이 압축인 위치입니다. , 결합된 조각이 함께 밀려나거나 전단 , 손을 함께 누르고 서로 밀어내려고 하는 것처럼 힘이 결합된 표면을 서로에 대해 미끄러지려고 하는 곳입니다.
대부분의 접착제는 박리 강도가 좋지 않기 때문에 구조용 접착제는 일반적으로 접합부에 작용하는 힘이 두 조각을 떼어낼 경우 사용하기에 좋지 않습니다. . 구조용 접착제의 또 다른 열악한 위치는 조인트를 구부리는 힘이 있어 조인트가 갈라지고 벗겨질 수 있는 곳입니다[출처:Gilles].
에폭시 외에도 우레탄 폼은 자동차의 특정 부분에도 사용됩니다. 접착 특성이 있지만 이러한 폼은 구조용 패스너보다 실런트로서의 특성 때문에 더 많이 사용됩니다.
자동 접착제많은 사람들에게 자동차 차체 패널의 자동차 접착제는 당연하게 들리지 않을 수 있지만 엔진을 접착하는 것은 어떻습니까? 자동 접착제가 엔진이 생산할 수 있는 열과 압력을 견딜 수 있습니까? 예, 접착제는 엔진에 사용될 수 있으며 현재 사용되고 있습니다. 사실, 밸브 커버, 흡기 매니폴드 및 오일 팬은 일반적으로 몇 개의 볼트와 유체 또는 기밀 개스킷 또는 씰을 형성하는 접착 재료를 사용하여 부착됩니다.
접착제를 사용하면 다른 고정 방법에 비해 몇 가지 주요 이점이 있습니다. 접착제는 스폿 용접이나 리벳보다 하중을 더 잘 분산시킵니다. 몇 개의 스폿 용접으로 부착된 두 개의 차체 패널을 상상해 보십시오. 자동차가 범프에 부딪힐 때마다 범프의 힘이 자동차를 통해 이동합니다. 두 개의 차체 패널을 가로질러 스폿 용접이 모든 힘을 전달합니다. 이것은 용접부 근처의 응력 파괴로 이어집니다. 접착제는 패널이 더 넓은 표면적에 걸쳐 부착되도록 하여 보다 효율적인 방식으로 힘을 분산시킵니다. 용접이 너무 단단하여 힘을 잘 전달하지 못한다는 점을 제외하면 좋은 솔기 용접은 동일한 결과를 얻을 수 있습니다. 접착제, 특히 폴리우레탄 에폭시는 힘의 일부를 구부리고 흡수하고 나머지는 표면적 전체에 고르게 전달하는 능력이 있습니다. 이것이 항공기 제조업체들이 수년간 접착제를 사용해 온 이유 중 하나입니다.
접착제를 사용하면 더 가벼운 구조 재료를 사용할 수도 있습니다. 용접과 볼트를 고정하려면 두껍고 무거운 강철 조각이 필요합니다. 접착제를 사용하면 더 얇은 등급의 강철을 사용하거나 제조업체에서 알루미늄 또는 탄소 복합 재료와 같은 대체 재료로 전환할 수 있습니다. 이러한 재료는 강철처럼 용접할 수 없으므로 접착제가 가장 좋은 선택인 경우가 많습니다. 인도 자동차 제조업체 Tata는 특정 차체 패널을 부착하기 위해 접착제를 사용하여 부분적으로 초소형 Nano의 무게를 줄였습니다.
온도는 접착제에 영향을 미치지만 자동차 조립에 사용되는 에폭시는 화씨 400도(섭씨 204.4도) 이상으로 가열될 때까지 녹지 않으며 화씨 영하 40도(화씨 영하 40도)로 냉각될 때까지 균열되지 않습니다. 섭씨 온도). 분명히 이것은 대부분의 사람들이 일생 동안 결코 접하지 못할 극단적인 온도 변화입니다. 일반 운전자의 경우 온도는 걱정할 필요가 없습니다.
그렇다고 해서 접착제에 결점이 없는 것은 아닙니다. 자동차 산업은 접착제 사용에 대한 장기 데이터가 많지 않으며 일부에서는 접착제가 10년 또는 20년 동안 사용할 수 있는지에 대해 의문을 제기합니다. 구조용 접착제는 유럽 제조업체에서 몇 년 동안 사용했기 때문에 접착제의 수명에 대한 확신이 커지고 있습니다.
접착제 사용의 한 가지 잠재적인 부정적인 부작용이 있습니다. 비용이 많이 드는 수리입니다. 접착식 구조 부품이 파손되면 대부분의 수리점에는 접착제를 다시 접착하는 데 필요한 시설이 없습니다. 대신 제조업체에서 보낸 사전 접착 구성 요소를 사용해야 하므로 자동차 소유자가 파손된 부품보다 더 많은 비용을 지불해야 할 수 있습니다. 좋은 정비소에서는 손상된 부분을 잘라내고 이 목적을 위해 특별히 고안된 접착제로 새 부품을 패치함으로써 외관 수리를 처리할 수 있습니다.
오늘날 접착제가 널리 사용되고 있지만 자동차 조립에서 접착제를 사용하는 것은 실제로 새로운 것은 아닙니다. 자동차 앞유리는 수십 년 동안 폴리우레탄 에폭시로 고정되어 왔으며 지난 10년 정도 동안 Saturn과 심지어 BMW와 같은 제조업체는 볼트나 용접 대신 접착제를 사용하여 자동차에 플라스틱 클래딩을 부착했습니다. 자동차 디자이너가 새로운 기술과 새로운 재료를 탐색함에 따라 향후 몇 년 동안 접착제 사용이 급증하는 것을 볼 수 있습니다. 그래도 조립 라인에는 용접공을 위한 자리가 항상 있을 것입니다.
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