Wanneer u zich de lopende band in een autofabriek voorstelt, stelt u zich waarschijnlijk lasmachines, klinknagels, bouten en schroeven voor die alle onderdelen van een auto aan elkaar bevestigen. Het zal je misschien verbazen 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 schoolkind aantreft, of het soort autolijm dat je zou kunnen gebruiken om een plastic model in elkaar te zetten -- structurele lijmen voor auto's zijn geavanceerde materialen die epoxy's worden genoemd en die kunnen worden aangepast om te hechten aan bijna elk oppervlak en doorstaan een breed scala aan extreme temperaturen.
Het gebruik van lijm in de autoproductie is geen manier om de bochten te verminderen 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 binding 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 hechten, aangezien koolstofvezelpanelen niet aan elkaar kunnen worden gelast.
Natuurlijk zijn zelfklevende lijmen niet perfect - er zijn een paar milieuproblemen en sommige toepassingen waarvoor ze gewoon niet zo goed werken. Welke lijmen werken het beste voor de vele verschillende onderdelen van een auto? En hoe zal het gebruik van lijmen de auto-industrie veranderen? Zullen we daardoor goedkopere auto's zien? Zo ja, zijn ze dan veilig? Blijf lezen om erachter te komen.
Het aanbrengen van lijm in autoproductie is een iets gecompliceerder proces dan alleen wat lijm opsmeren en de twee delen bij elkaar houden. Om te beginnen worden structurele lijmen voor auto's gemaakt van chemicaliën die epoxies worden genoemd . Een epoxy bestaat in 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 bindingseigenschappen naarmate het mengsel uithardt. De uithardingstijden van de epoxy kunnen variëren van enkele minuten tot een dag of zelfs langer. In sommige gevallen kan het uitharden worden geholpen door bakken of een andere vorm van toegepaste warmte. Sommige epoxy's harden zelfs uit met de toepassing van ultraviolet licht.
Er zijn twee soorten epoxy's die vaak worden gebruikt:polyurethaanepoxy's en glasachtige matrixepoxy's. Glazige matrixepoxies zijn extreem sterk en stijf, en ze zijn bestand tegen afschuiving -- laterale scheiding van de gelijmde delen -- bij zeer hoge krachtniveaus. Polyurethaanepoxies zijn flexibeler, maar ze breken onder afschuifkrachten bij veel lagere krachtniveaus dan glasachtige matrixepoxies. Een nieuwer aanvraagproces in twee fasen genaamd synergetische rubberverharding geeft zeer sterke epoxy's meer flexibiliteit, zodat ze minder snel breken onder stress [bron:Smock].
Het aanbrengen van lijm wordt nog ingewikkelder door de unieke behoeften van een autoproductielijn. In sommige gevallen moeten lijmen in één keer op een hele sectie van de auto worden aangebracht. Nadat enkele extra onderdelen zijn bevestigd en verlijmd, moet het gedeelte mogelijk een reinigings- en verfproces doorlopen voordat de laatste stukken worden bevestigd. De lijm moet op zijn plaats kunnen blijven wanneer deze wordt blootgesteld aan vloeistofsprays, elektrolytische afzetting en andere assemblageprocessen. 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 de primaire krachten ofwel compressie . zijn , waarbij de samengevoegde stukken tegen elkaar worden gedrukt, of afschuiven , waarbij de kracht de samengevoegde oppervlakken tegen elkaar probeert te schuiven, zoals je handen tegen elkaar drukken en ze uit elkaar proberen 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 een slechte afpelsterkte hebben . Een andere slechte locatie voor een structurele lijm zou er een zijn waar er krachten zijn die de verbinding zouden buigen, waardoor de verbinding zou kunnen splijten en vervolgens zou kunnen schillen [bron:Gilles].
Naast de epoxy's worden ook urethaanschuimen gebruikt in bepaalde delen van een auto. Hoewel ze wel hechtende eigenschappen hebben, worden deze schuimen meer gebruikt vanwege hun eigenschappen als afdichtingsmiddelen dan als structurele bevestigingsmiddelen.
AutolijmVoor veel mensen klinkt autolijm op de carrosseriepanelen van een voertuig misschien niet uitgesloten, maar hoe zit het met het lijmen van de motor? Kan een zelfklevende lijm bestand zijn tegen de hitte en druk die motoren kunnen produceren? Ja, lijmen kunnen worden - en worden momenteel - in motoren gebruikt. In feite worden klepdeksels, inlaatspruitstukken en oliecarters gewoonlijk bevestigd met slechts een paar bouten en een zelfklevend materiaal dat een vloeistof- of luchtdichte pakking of afdichting vormt.
Het gebruik van lijmen heeft enkele grote voordelen ten opzichte van andere bevestigingsmethoden. Een lijm verdeelt de belastingen 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 lassen. Met een lijm kunnen de panelen over een groter oppervlak 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 goed overbrengen. Kleefstoffen, met name polyurethaanepoxies, hebben het vermogen om te buigen en een deel van de kracht te absorberen, en de rest ervan gelijkmatig over het oppervlak over te brengen. Dit is een van de redenen waarom vliegtuigfabrikanten al jaren lijm gebruiken.
Lijmen maken ook het gebruik van lichtere structurele materialen mogelijk. Lassen en bouten vereisen dikke, zware stalen stukken om ze te verankeren. Met een kleefmiddel kan staal van dunnere kwaliteit worden gebruikt, of de fabrikant kan overschakelen op alternatieve materialen zoals aluminium of koolstofcomposieten. Deze materialen kunnen niet worden gelast zoals staal dat kan, dus lijmen zijn vaak de beste optie. De Indiase autofabrikant Tata heeft het gewicht van hun ultracompacte Nano gedeeltelijk verminderd door lijm te gebruiken om bepaalde carrosseriepanelen te bevestigen.
De temperatuur heeft wel invloed op lijmen, maar de epoxy's die worden gebruikt om auto's te assembleren smelten niet totdat ze zijn 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). Het is duidelijk dat dit extreme temperatuurverschillen zijn die de meeste mensen in hun leven nooit zouden tegenkomen. Voor de gemiddelde bestuurder is temperatuur geen probleem.
Dat wil niet zeggen dat lijmen zonder gebreken zijn. De auto-industrie heeft niet veel langetermijngegevens over het gebruik van lijmen en sommigen betwijfelen of ze wel 10 of 20 jaar kunnen worden gebruikt. Structurele lijmen worden al enkele jaren door Europese fabrikanten gebruikt, dus het vertrouwen in de levensduur van lijmen groeit.
Er is één mogelijk negatief neveneffect van het gebruik van lijm:duurdere reparaties. Als een gelijmd structureel onderdeel breekt, hebben de meeste reparatiewerkplaatsen niet de faciliteiten die nodig zijn om de lijm opnieuw te hechten. In plaats daarvan zouden ze een voorgelijmd onderdeel moeten gebruiken dat door de fabrikant is verzonden, waardoor de eigenaar van de auto mogelijk voor meer moet betalen dan alleen het kapotte onderdeel. Een goed schadeherstelbedrijf kan een cosmetische reparatie aan door het beschadigde gedeelte weg te snijden en een nieuw onderdeel aan te brengen met lijm die speciaal voor dit doel is ontworpen.
Hoewel lijmen tegenwoordig steeds vaker worden gebruikt, is het gebruik ervan bij automontage niet echt nieuw. Voorruiten van auto's worden al tientallen jaren op hun plaats gehouden door polyurethaanepoxies, en in de afgelopen tien jaar hebben fabrikanten zoals Saturn en zelfs BMW plastic bekleding aan hun auto's bevestigd met lijm in plaats van bouten of lassen. Terwijl auto-ontwerpers nieuwe technologieën en nieuwe materialen onderzoeken, kunnen we het gebruik van lijmen de komende jaren omhoogschieten. Toch zal er waarschijnlijk altijd een plaats op de lopende band zijn voor een lasser.
Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen
Meer geweldige links
Bronnen
