É possível montar um carro com cola?

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Muitos fabricantes de automóveis, incluindo a BMW, têm usado adesivos estruturais automotivos no lugar de parafusos ou soldas para prender o revestimento de plástico aos veículos. Veja nossa galeria de imagens de motor de carro. Johannes Simon / Getty Images

Quando você imagina a linha de montagem em uma fábrica au-to, provavelmente imagina máquinas de solda, rebites, parafusos e parafusos prendendo todas as peças de um carro juntas. Você pode se surpreender ao saber que muitos fabricantes de automóveis estão usando cola para unir algumas peças em veículos modernos. Este não é o tipo de cola que você encontrará na mochila de uma criança da escola, ou o tipo de cola de carro que você pode usar para montar um modelo de plástico - adesivos estruturais automotivos são materiais avançados chamados epóxis que podem ser personalizados para colar quase qualquer superfície e suportar uma ampla gama de temperaturas extremas.

Usar cola na fabricação de automóveis não é uma maneira de economizar ou de fazer um carro inferior. Os adesivos modernos oferecem muitas vantagens de engenharia em relação aos métodos tradicionais de fixação de duas peças. Na verdade, os adesivos geralmente formam uma ligação mais forte do que os materiais que unem. Os adesivos podem ser a chave para a construção de carros mais leves e eficientes, e quando novos materiais, como compostos de carbono são usados, os adesivos podem ser a única maneira de uni-los, já que os painéis de fibra de carbono não podem ser soldados..

Obviamente, os adesivos automotivos não são perfeitos - existem algumas questões ambientais e algumas aplicações para as quais eles simplesmente não funcionam muito bem. Quais adesivos funcionam melhor para as diferentes partes de um carro? E como o uso de adesivos mudará a indústria automobilística? Como resultado, veremos carros menos caros? Em caso afirmativo, eles estarão seguros? Continue lendo para descobrir.

Esta janela traseira será revestida com adesivo antes de ser colocada em um Calibre Dodge. Mary Knox Merrill / The Christian Science Monitor / Getty Images

A aplicação de adesivo na fabricação de automóveis é um processo um pouco mais complicado do que apenas espalhar um pouco de cola e manter as duas partes juntas. Por um lado, os adesivos estruturais automotivos são feitos de produtos químicos chamados epóxis. Um epóxi vem em duas partes, uma resina e um catalisador. Quando os dois componentes são combinados, o catalisador inicia uma reação química na resina, e a resina desenvolve suas propriedades de ligação conforme a mistura cura. Os tempos de cura do epóxi podem variar de apenas alguns minutos a um dia ou até mais. Em alguns casos, a cura pode ser auxiliada por cozimento ou alguma outra forma de calor aplicado. Alguns epóxis até curam com a aplicação de luz ultravioleta.

Existem dois tipos de epóxis comumente usados: epóxis de poliuretano e epóxis de matriz vítrea. Os epóxis de matriz vítrea são extremamente fortes e rígidos e resistem tosquia -- separação lateral das peças coladas - com níveis de força muito elevados. Os epóxis de poliuretano são mais flexíveis, mas quebram sob forças de cisalhamento em níveis de força muito mais baixos do que os epóxis de matriz vítrea. Um novo processo de inscrição em duas fases chamado endurecimento sinérgico de borracha oferece aos epóxis de alta resistência maior flexibilidade, de modo que são menos propensos a fraturar sob estresse [fonte: Smock].

Para complicar ainda mais o processo de aplicação do adesivo, estão as necessidades exclusivas de uma linha de produção automotiva. Em alguns casos, os adesivos devem ser aplicados a uma seção inteira do carro em um único lote. Depois que algumas peças adicionais são anexadas e coladas, a seção pode precisar passar por um processo de limpeza e pintura antes que as peças finais sejam anexadas. O adesivo precisa ser capaz de permanecer no lugar quando submetido a sprays líquidos, eletrodeposição e outros processos de montagem. Para evitar o uso de fornos de pré-cura caros, essa capacidade de cura pode ser incorporada ao adesivo, mas requer muitos testes e alguns produtos químicos impressionantes.

O melhor lugar para usar um adesivo estrutural é em um local onde as forças primárias são compressão, onde as peças unidas são colocadas juntas, ou tesoura, onde a força tenta deslizar as superfícies unidas uma contra a outra, como pressionar suas mãos uma na outra e tentar separá-las.

Adesivos estruturais normalmente não são bons para usar se a força que atua na junta separa as duas peças, já que a maioria dos adesivos tem casca-grossa. Outro local ruim para um adesivo estrutural seria aquele onde há forças que dobrariam a junta, o que poderia permitir que a junta se partisse e então se soltasse [fonte: Gilles].

Além dos epóxis, as espumas de uretano também são usadas em certas áreas do carro. Embora tenham propriedades adesivas, essas espumas são usadas mais por suas propriedades como selantes do que como fixadores estruturais.

Cola automática

Para muitas pessoas, o adesivo automotivo nos painéis da carroceria de um veículo pode não soar fora de questão, mas e quanto a colar o motor? Um adesivo automotivo pode suportar o calor e as pressões que os motores são capazes de produzir? Sim, os adesivos podem ser - e atualmente são - usados ​​em motores. Na verdade, as tampas das válvulas, coletores de admissão e recipientes de óleo são comumente fixados usando apenas alguns parafusos e um material adesivo que forma uma junta hermética ou vedação.

O Tata Nano usa adesivos automotivos para prender os painéis da carroceria - e para reduzir o peso. FABRICE COFFRINI / AFP / Getty Images

O uso de adesivos tem algumas vantagens importantes sobre outros métodos de fixação. Um adesivo distribui as cargas melhor do que uma solda por pontos ou um rebite. Imagine dois painéis de carroceria presos com alguns pontos de solda. Cada vez que o carro bate em um solavanco, a força do solavanco atravessa o carro. Quando ele passa por esses dois painéis da carroceria, os pontos de solda carregam toda a força. Isso leva a fraturas por estresse na área próxima às soldas. Um adesivo permitiria que os painéis fossem fixados em uma área de superfície mais ampla, distribuindo a força de uma maneira mais eficiente. Uma boa emenda de solda teria o mesmo resultado, exceto que as soldas são tão rígidas que não transferem a força muito bem. Os adesivos, especialmente os epóxis de poliuretano, têm a capacidade de flexionar e absorver parte da força e transmitir o restante uniformemente pela área de superfície. Esta é uma das razões pelas quais os fabricantes de aviões vêm usando adesivos há anos.

Os adesivos também permitem o uso de materiais estruturais mais leves. Soldas e parafusos requerem peças de aço pesadas e grossas para ancorá-los. Com um adesivo, pode-se usar aço de grau mais fino ou o fabricante pode mudar para materiais alternativos, como alumínio ou compostos de carbono. Esses materiais não podem ser soldados da mesma forma que o aço, portanto, os adesivos costumam ser a melhor opção. A montadora indiana Tata reduziu o peso de seu Nano ultracompacto em parte usando adesivos para prender certos painéis de carroceria.

A temperatura afeta os adesivos, mas os epóxis usados ​​para montar carros não derretem até serem aquecidos a 400 graus Fahrenheit (204,4 graus Celsius) ou mais, e não racham até que sejam resfriados a menos 40 graus Fahrenheit (menos 40 graus Celsius). Obviamente, essas são variações extremas de temperatura que a maioria das pessoas nunca encontraria em sua vida. Para o motorista comum, a temperatura não é preocupante.

Isso não quer dizer que os adesivos não apresentem defeitos. A indústria automobilística não tem muitos dados de longo prazo sobre o uso de adesivos e alguns questionam sua capacidade de suportar até 10 ou 20 anos de uso. Os adesivos estruturais têm sido usados ​​por fabricantes europeus há vários anos, portanto, a confiança na longevidade dos adesivos está crescendo.

Existe um efeito colateral negativo potencial do uso do adesivo - reparos mais caros. Se uma peça estrutural colada com adesivo quebrar, a maioria das oficinas de reparo não terá as instalações necessárias para recolocar o adesivo. Em vez disso, eles teriam que usar um componente pré-colado enviado pelo fabricante, possivelmente forçando o proprietário do carro a pagar por mais do que apenas a peça quebrada. Uma boa oficina de funilaria pode realizar um reparo cosmético cortando a seção danificada e remendando uma nova parte com adesivos projetados especificamente para este propósito.

Embora os adesivos estejam ganhando maior uso hoje, seu uso na montagem automotiva não é realmente novo. Os pára-brisas dos carros foram mantidos no lugar por epóxis de poliuretano durante décadas e, nos últimos dez anos ou mais, fabricantes como a Saturn e até mesmo a BMW fixaram revestimento plástico em seus carros com adesivos em vez de parafusos ou soldas. À medida que os designers de automóveis exploram novas tecnologias e novos materiais, podemos ver o uso de adesivos disparar nos próximos anos. Mesmo assim, provavelmente sempre haverá um lugar na linha de montagem para um soldador.

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  • Colas Multiuso
  • Soldagem

Mais ótimos links

  • Indústria de adesivos e selantes
  • Revista de Soldagem
  • Dow Automotive

Fontes

  • Indústria de Adesivos e Selantes. "Adesivos Estruturais para Fabricação Automotiva Avançada." 1 de setembro de 2007. (7 de agosto de 2008) http://www.adhesivesmag.com/Articles/Cover_Story/BNP_GUID_ 9-5-2006_A_10000000000000161632
  • Gilles, Kimberley. "Fazendo juntas com adesivos estruturais." Revista de soldagem. (7 de agosto de 2008) http://weldingmag.com/processes/news/wdf_38771/
  • Sabatini, Jeff. "Você consegue colar um carro?" Design e produção automotiva. Agosto de 1999. (8 de agosto de 2008) http://www.autofieldguide.com/articles/089903.html
  • Smock, Doug. "GM usará novos adesivos estruturais extensivamente." Design News. 24 de março de 2008. (8 de agosto de 2008) http://www.designnews.com/blog/Engineering_Materials/858-GM_Will_Use_ -New_Structural_Adhesives_Extensively.php



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