Khi bạn tưởng tượng về dây chuyền lắp ráp tại một nhà máy ô tô, có lẽ bạn sẽ hình dung ra những chiếc máy hàn, đinh tán, bu lông và ốc vít gắn tất cả các bộ phận của một chiếc ô tô với nhau. Bạn có thể ngạc nhiên khi biết rằng nhiều hãng xe đang sử dụng keo để kết dính một số bộ phận với nhau trên các phương tiện hiện đại. Đây không phải là loại keo bạn sẽ tìm thấy trong ba lô của một đứa trẻ đi học hay loại keo dán xe mà bạn có thể sử dụng để lắp ráp mô hình nhựa - keo kết cấu ô tô là vật liệu tiên tiến được gọi là epoxit có thể được tùy chỉnh để kết dính hầu như mọi bề mặt và chịu được nhiều nhiệt độ khắc nghiệt.
Sử dụng keo trong sản xuất ô tô không phải là cách để cắt góc hoặc làm cho một chiếc xe kém chất lượng. Các chất kết dính hiện đại mang lại rất nhiều lợi thế về mặt kỹ thuật so với các phương pháp truyền thống là gắn hai bộ phận lại với nhau. Trên thực tế, chất kết dính thường tạo thành một liên kết mạnh hơn các vật liệu mà chúng liên kết với nhau. Chất kết dính có thể là chìa khóa để tạo ra những chiếc xe nhẹ hơn, hiệu quả hơn và khi các vật liệu mới như vật liệu tổng hợp carbon được sử dụng, chất kết dính có thể là cách duy nhất để liên kết chúng vì các tấm sợi carbon không thể hàn lại với nhau.
Tất nhiên, chất kết dính tự động không hoàn hảo - có một số lo ngại về môi trường và một số ứng dụng mà chúng không hoạt động tốt. Loại keo nào hoạt động tốt nhất cho nhiều bộ phận khác nhau của ô tô? Và việc sử dụng chất kết dính sẽ thay đổi ngành công nghiệp ô tô như thế nào? Kết quả là, chúng ta sẽ thấy những chiếc xe ít tốn kém hơn? Nếu vậy, liệu họ có được an toàn? Hãy tiếp tục đọc để tìm hiểu.
Dán keo trong sản xuất ô tô là một quá trình phức tạp hơn một chút so với việc chỉ bôi một ít keo và giữ hai bộ phận lại với nhau. Đối với một điều, chất kết dính kết cấu ô tô được làm từ các hóa chất được gọi là epoxit . Epoxy có hai phần, nhựa và chất xúc tác. Khi hai thành phần được kết hợp, chất xúc tác bắt đầu phản ứng hóa học trong nhựa và nhựa phát triển các đặc tính liên kết của nó khi hỗn hợp đóng rắn. Thời gian đóng rắn của epoxy có thể từ vài phút đến một ngày hoặc thậm chí lâu hơn. Trong một số trường hợp, việc đóng rắn có thể được hỗ trợ bằng cách nướng hoặc một số hình thức tác động nhiệt khác. Một số bệnh epoxit thậm chí còn có thể chữa khỏi bằng việc áp dụng tia cực tím.
Có hai loại epoxit thường được sử dụng:epoxit polyurethane và epoxit ma trận thủy tinh. Chất epoxit ma trận thủy tinh cực kỳ mạnh và cứng, và chúng chống lại sự cắt - tách các bộ phận ngoại quan theo chiều ngang - ở mức lực rất cao. Polyurethane epoxit dẻo hơn, nhưng chúng bị vỡ dưới lực cắt ở mức lực thấp hơn nhiều so với epoxit ma trận thủy tinh. Quy trình ứng dụng hai giai đoạn mới hơn được gọi là tăng cường độ cứng cao su hiệp lực mang lại cho epoxit cường độ cao tính linh hoạt cao hơn, do đó chúng ít có khả năng bị gãy khi bị căng thẳng [nguồn:Smock].
Việc làm phức tạp hơn nữa quy trình ứng dụng chất kết dính là những nhu cầu riêng của dây chuyền sản xuất ô tô. Trong một số trường hợp, chất kết dính phải được áp dụng cho toàn bộ phần của ô tô trong một đợt duy nhất. Sau khi một số bộ phận bổ sung được gắn và kết dính, bộ phận này có thể phải trải qua quá trình làm sạch và sơn trước khi các mảnh cuối cùng được gắn vào. Chất kết dính cần có khả năng giữ nguyên vị trí khi bị phun chất lỏng, lắng đọng điện và các quá trình lắp ráp khác. Để tránh việc sử dụng các lò đóng rắn trước đắt tiền, khả năng đóng rắn này có thể được tích hợp sẵn trong chất kết dính, nhưng nó đòi hỏi nhiều thử nghiệm và một số hóa học ấn tượng.
Vị trí tốt nhất để sử dụng chất kết dính kết cấu là ở vị trí mà các lực chính chịu lực nén , nơi các mảnh ghép được đẩy lại với nhau hoặc cắt , trong đó lực cố gắng trượt các bề mặt đã nối vào nhau, chẳng hạn như ấn hai bàn tay của bạn vào nhau và cố gắng trượt chúng ra xa nhau.
Keo dán kết cấu thường không tốt để sử dụng nếu lực tác động lên mối nối sẽ kéo hai miếng ra xa nhau vì hầu hết các chất kết dính có độ bền bong tróc kém . Một vị trí kém khác đối với chất kết dính kết cấu sẽ là nơi có các lực làm cong mối nối, điều này có thể cho phép mối nối bị tách ra và sau đó bị bong tróc [nguồn:Gilles].
Ngoài epoxit, bọt uretan cũng được sử dụng ở một số khu vực nhất định của ô tô. Mặc dù chúng có đặc tính kết dính, nhưng những loại bọt này được sử dụng nhiều hơn cho các đặc tính của chúng như chất bịt kín hơn là chất buộc kết cấu.
Keo tự độngĐối với nhiều người, keo dán ô tô trên thân xe nghe có vẻ không ngoa, nhưng dán động cơ thì sao? Keo dán ô tô có thể chịu được nhiệt và áp suất mà động cơ có thể tạo ra không? Có, chất kết dính có thể - và hiện đang - được sử dụng trong động cơ. Trên thực tế, các nắp van, ống nạp và chảo dầu thường được gắn chỉ bằng một vài bu lông và vật liệu kết dính tạo thành một miếng đệm hoặc vòng đệm kín chất lỏng hoặc không khí.
Sử dụng chất kết dính có một số ưu điểm chính so với các phương pháp buộc khác. Chất kết dính phân phối tải tốt hơn mối hàn điểm hoặc đinh tán. Hãy tưởng tượng hai tấm thân được gắn với một vài mối hàn điểm. Mỗi khi xe va chạm mạnh, lực va chạm sẽ truyền qua xe. Khi nó đi ngang qua hai tấm thân đó, các mối hàn tại chỗ sẽ chịu tất cả lực. Điều này dẫn đến nứt gãy do ứng suất ở khu vực gần các mối hàn. Chất kết dính sẽ cho phép các tấm được gắn trên một diện tích bề mặt rộng hơn, phân phối lực một cách hiệu quả hơn. Một mối hàn đường may tốt sẽ hoàn thành điều tương tự, ngoại trừ mối hàn quá cứng nên chúng không truyền lực tốt lắm. Chất kết dính, đặc biệt là polyurethane epoxies, có khả năng uốn dẻo và hấp thụ một phần lực, và truyền đều phần còn lại của nó trên diện tích bề mặt. Đây là một trong những lý do tại sao các nhà sản xuất máy bay đã sử dụng chất kết dính trong nhiều năm.
Chất kết dính cũng cho phép sử dụng các vật liệu kết cấu nhẹ hơn. Mối hàn và bu lông cần những miếng thép dày và nặng để neo chúng. Với chất kết dính, có thể sử dụng thép cấp mỏng hơn hoặc nhà sản xuất có thể chuyển sang các vật liệu thay thế như nhôm hoặc vật liệu tổng hợp cacbon. Những vật liệu này không thể được hàn theo cách thép có thể, vì vậy chất kết dính thường là lựa chọn tốt nhất. Nhà sản xuất ô tô Ấn Độ Tata đã giảm một phần trọng lượng của Nano siêu nhỏ gọn của họ bằng cách sử dụng chất kết dính để gắn các tấm thân xe nhất định.
Nhiệt độ ảnh hưởng đến chất kết dính, nhưng epoxit được sử dụng để lắp ráp ô tô không tan chảy cho đến khi chúng được làm nóng đến 400 độ F (204,4 độ C) trở lên, và chúng không bị nứt cho đến khi nguội đến âm 40 độ F (âm 40 độ C). Rõ ràng, đây là những phương sai nhiệt độ khắc nghiệt mà hầu hết mọi người sẽ không bao giờ gặp phải trong đời. Đối với người lái xe trung bình, nhiệt độ không phải là điều đáng lo ngại.
Điều đó không có nghĩa là chất kết dính không có sai sót. Ngành công nghiệp ô tô không có nhiều dữ liệu dài hạn về việc sử dụng chất kết dính, và một số người đặt câu hỏi về khả năng chịu đựng của chúng lên đến 10 hoặc 20 năm sử dụng. Chất kết dính kết cấu đã được các nhà sản xuất Châu Âu sử dụng trong vài năm, vì vậy sự tin tưởng ngày càng tăng về tuổi thọ của chất kết dính.
Có một tác dụng phụ tiêu cực tiềm ẩn của việc sử dụng chất kết dính - sửa chữa tốn kém hơn. Nếu một bộ phận kết cấu được kết dính bằng chất kết dính bị vỡ, hầu hết các cửa hàng sửa chữa sẽ không có các phương tiện cần thiết để kết dính lại chất kết dính. Thay vào đó, họ sẽ phải sử dụng một bộ phận ngoại quan do nhà sản xuất gửi đến, có thể buộc chủ sở hữu chiếc xe phải trả nhiều tiền hơn là chỉ bộ phận bị hỏng. Một cửa hàng bán đồ gia dụng tốt có thể xử lý việc sửa chữa thẩm mỹ bằng cách cắt bỏ phần bị hư hỏng và vá lại phần mới bằng chất kết dính được thiết kế đặc biệt cho mục đích này.
Trong khi chất kết dính đang được sử dụng rộng rãi hơn ngày nay, việc sử dụng chúng trong lắp ráp ô tô thực sự không phải là mới. Kính chắn gió ô tô đã được sử dụng bởi polyurethane epoxies trong nhiều thập kỷ, và trong khoảng 10 năm trở lại đây, các nhà sản xuất như Saturn và thậm chí BMW đã gắn tấm ốp nhựa vào ô tô của họ bằng chất kết dính thay vì bu lông hoặc mối hàn. Khi các nhà thiết kế ô tô khám phá các công nghệ mới và vật liệu mới, chúng ta có thể thấy việc sử dụng chất kết dính sẽ tăng vọt trong vài năm tới. Mặc dù vậy, có lẽ sẽ luôn có một chỗ trên dây chuyền lắp ráp cho thợ hàn.
Các bài viết liên quan về HowStuffWorks
Các liên kết tuyệt vời khác
Nguồn
Điều chỉnh hiệu suất có mục đích
Phải làm gì với xe bị ngập nước của tôi?
Bạn có thể mua một chiếc ô tô có tích hợp Siri không?
Có thể cho xe uống cà phê không ?:Nghiện cà phê