Kom igång med strukturella lim för fordonsindustrin

Av Catherine Veilleux den 16 July 2024 Batterier och elfordon

Över hela världen använder biltillverkare och OEM-tillverkare strukturella lim för att tillverka nästa generations bilar. För den som är ny på området kan strukturella lim verka komplexa att använda.

I den här artikeln får du en introduktion till lim, med definitioner, fördelar, nackdelar och tips för att uppnå bra resultat.

Innehållsförteckning

Vad är strukturella lim?
Hur fungerar strukturella lim?
Vilka är fördelarna med strukturella lim?
Vilka är nackdelarna med strukturella lim?
Hur förbättrar man hållfastheten hos strukturella lim?

Vad är strukturella lim?

Battery Module Pack — Lim applicerat på en kylplatta för ett elbilbatteri för att skapa strukturella fogar med batterimoduler och förbättra värmeöverföringen (source)

Strukturella lim är vätskor, pastor, dubbelhäftande tejp eller filmer som är utformade för att foga samman fordonskomponenter. Delar som fogas samman med strukturella lim bidrar till att stärka fordonets struktur. Lim används i stor utsträckning för att skapa strukturella fogar för karosskomponenter, chassikonstruktioner, EV-batterier och glaskonstruktioner.

Tack vare strukturella lim spelar många EV-batterier nu en viktigare roll för att förbättra fordonets bärande struktur. Därför förekommer termen strukturella batterier överallt inom EV-industrin.

Hur fungerar strukturella lim?

Strukturella lim förlitar sig på samverkande krafter som mekanisk sammanlåsning och kemisk bindning för att skapa starka bindningar mellan ytor.

De sägs mekaniskt sammanlåsas eftersom limmet och delen blir fysiskt sammanflätade. För att maximera potentialen för sammanlåsning är det idealiskt att förgrova eller strukturera ytan i förväg.
De sägs också skapa kemiska bindningar eftersom ytmolekylerna i limmet och delen drar till varandra som magneter. Fler kemiska bindningar kan skapas om ytan rengörs innan limmet appliceras, vilket resulterar i en starkare fog.

Vilka är fördelarna med strukturella lim?

Biltillverkare använder strukturella lim för att ersätta svetsar och mekaniska fästelement som muttrar, bultar och skruvar. Lim erbjuder ett flertal fördelar jämfört med dessa mer traditionella fogningsmetoder.

De kan binda samman olika material som skulle vara svåra att svetsa. Detta inkluderar material med olika koefficienter för termisk expansion och kontraktion.
De är mycket lättare och bidrar till att minska vikten på enheterna. Den resulterande lägre vikten bidrar till att förbättra fordonets räckvidd.
Limfogar fördelar mekanisk belastning jämnare över de limmade ytorna. Detta skapar starkare fogar som minskar risken för fel.
De erbjuder större designflexibilitet tack vare de minskade mekaniska begränsningarna och förmågan att anpassa sig till komplexa ytor.
Vissa lim är utformade för att vara mer flexibla (på bekostnad av viss hållfasthet) och kan därför bättre motstå rörelser och vibrationer.
De kan bidra till att reglera temperaturen genom att erbjuda värmeledningsförmåga/isolering.
De kan bidra till elsäkerhet och elektriska kretsar genom att fungera som elektriska ledare/isolatorer.

Vilka är nackdelarna med strukturella lim?

Adhesive Bonding Assembly Line — En titt in på en monteringslinje för limning (source)

Om du är van vid andra metoder kan det kännas riskabelt eller komplicerat att införa strukturella lim i din tillverkningsprocess. Men sanningen är att många andra redan har gjort det och processen är välkänd.

Med det sagt, här är nackdelarna som du måste ta hänsyn till:

Lim behöver tid att härda för att bilda en limfog med underlaget. Även om detta kan bromsa din tillverkningsprocess, kan olika typer av lim dra nytta av avancerade metoder för att påskynda härdningsprocessen (t.ex. UV-härdning, värmehärdning, tvåkomponents epoxylim etc.)
Limningsarbeten kräver mycket utrymme på produktionsgolvet. Därför kan det vara svårt att införa dem sent i ett program.
De flesta lim kräver ytförberedelse för att garantera högkvalitativa och jämna limfogar.
Motstånd kommer ofta från ingenjörer och monteringsarbetare som är vana vid traditionella metoder. Det gäller att utbilda och träna dem i fördelarna med och korrekt användning av strukturella lim.

Hur förbättrar man hållfastheten hos strukturella lim?

Lim har specifikationer (t.ex. skjuvhållfasthet) som har erhållits i den kontrollerade miljön i ett forskningslaboratorium. Det kan dock vara svårt att uppnå samma resultat på ett verkligt produktionsgolv där flera faktorer kan leda till inkonsekvenser.

Vi rekommenderar ytbehandling med laser för att maximera bindningsstyrkan och säkerställa jämna resultat. Som du kan se nedan visar våra tekniska studier att laser ger bättre skjuvhållfasthet och avdragningshållfasthet än andra metoder för ytbehandling.

Uppnå överlägsna bindningar med laserteknik

Strukturella lim förändrar redan sättet som bilar monteras på, vilket gör dem lättare, starkare och mer effektiva när det gäller värmehantering (särskilt när det gäller batterier till elfordon). Om du använder lim och tätningsmedel i din tillverkningsprocess kan vi utveckla en laserprocess för att uppnå starka bindningar, korta cykeltider och repeterbara resultat.

Prata med en expert

Källa till rubrikbild: Gardner Business Media

Catherine Veilleux

Catherine har en kandidatexamen i teknisk fysik och en masterexamen i fysik. Hon genomförde sitt examensarbete i samarbete med Laserax för att utveckla industriella lösningar för lasertexturering av metalliska ytor. Hon är nu chef för applikationslabbet på Laserax, där hon leder teamet som testar och optimerar laserprocesser för kunder.