Kleje przemysłowe w przemyśle samochodowym

Kiedy wyobrażasz sobie linię montażową w fabryce samochodów, prawdopodobnie wyobrażasz sobie spawarki, nity, śruby i wkręty łączące ze sobą wszystkie części samochodu. Możesz być zaskoczony, gdy dowiesz się, że wielu producentów samochodów używa kleju do łączenia niektórych części w nowoczesnych pojazdach. To nie jest rodzaj kleju, który można znaleźć w plecaku szkolnego dziecka, ani rodzaj kleju samochodowego, którego można użyć do złożenia modelu z tworzywa sztucznego – kleje strukturalne do samochodów to zaawansowane materiały zwane epoksydami, które można dostosować do potrzeb prawie na każdej powierzchni i wytrzymują szeroki zakres ekstremalnych temperatur.

Używanie kleju w produkcji samochodów nie jest sposobem na pójście na skróty lub stworzenie gorszego samochodu. Nowoczesne kleje oferują wiele zalet technicznych w porównaniu z tradycyjnymi metodami łączenia dwóch części razem. W rzeczywistości kleje zwykle tworzą mocniejsze wiązanie niż materiały, które łączą. Kleje mogą być kluczem do budowy lżejszych, bardziej wydajnych samochodów, a gdy stosowane są nowe materiały, takie jak kompozyty węglowe, kleje mogą być jedynym sposobem ich połączenia, ponieważ paneli z włókna węglowego nie można ze sobą spawać.

Oczywiście kleje w przemyśle samochodowym nie są idealne – jest kilka problemów środowiskowych i niektórych zastosowań, w których po prostu nie działają zbyt dobrze. Które kleje najlepiej sprawdzają się w wielu różnych częściach samochodu? A jak stosowanie klejów zmieni przemysł samochodowy? Czy w rezultacie zobaczymy tańsze samochody? Jeśli tak, czy będą bezpieczne?

Nakładanie kleju w produkcji samochodów jest nieco bardziej skomplikowanym procesem niż zwykłe posmarowanie go klejem i trzymanie razem dwóch części. Po pierwsze, samochodowe kleje konstrukcyjne są wykonane z chemikaliów zwanych epoksydami. Żywica epoksydowa składa się z dwóch części: żywicy i katalizatora. Po połączeniu tych dwóch składników katalizator zapoczątkowuje reakcję chemiczną w żywicy, a żywica rozwija swoje właściwości wiążące w miarę utwardzania mieszaniny. Czas utwardzania żywicy epoksydowej może wynosić od kilku minut do jednego dnia lub nawet dłużej. W niektórych przypadkach utwardzanie może być wspomagane przez pieczenie lub inną formę przykładanego ciepła. Niektóre epoksydy utwardzają się nawet pod wpływem światła ultrafioletowego.

Istnieją dwa typy powszechnie stosowanych epoksydów: epoksydy poliuretanowe i epoksydy z matrycą szklistą. Epoksydy o szklistej matrycy są niezwykle mocne i sztywne oraz są odporne na ścinanie – boczne oddzielanie łączonych części – przy bardzo dużych siłach. Epoksydy poliuretanowe są bardziej elastyczne, ale pękają pod działaniem sił ścinających przy znacznie niższych poziomach sił niż epoksydy o szklistej matrycy. Nowszy, dwustopniowy proces aplikacji, zwany synergistycznym utwardzaniem gumy, zapewnia epoksydom o dużej wytrzymałości większą elastyczność, dzięki czemu są mniej podatne na pękanie pod wpływem nacisku.