{"id":6838,"date":"2022-05-31T14:24:12","date_gmt":"2022-05-31T14:24:12","guid":{"rendered":"https:\/\/www.publiteconline.it\/assemblaggio\/?p=6838"},"modified":"2022-11-08T09:49:10","modified_gmt":"2022-11-08T09:49:10","slug":"adesivi-e-nastri-per-lincollaggio-dei-metalli","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/assemblaggio\/adesivi-e-nastri-per-lincollaggio-dei-metalli\/","title":{"rendered":"Adesivi e nastri per l\u2019incollaggio dei metalli"},"content":{"rendered":"\n

Tra i tanti tipi di assemblaggio che troviamo nel mondo dell\u2019industria, e non solo, c\u2019\u00e8 anche quello dei metalli, che sempre pi\u00f9 viene effettuato attraverso adesivi e nastri chimici. Roberto Castoldi, ingegnere del reparto Industrial Adhesives & Tapes Division di 3M<\/a>, durante un webinar ha fatto una panoramica delle applicazioni e delle soluzioni per questo settore.<\/h2>\n\n\n\n

Dal 1902, 3M fa dello sviluppo di nuovi prodotti un tratto distintivo: la ricerca e lo sviluppo occupano e permeano la cultura di 3M a tutti i livelli, non solo tecnici e di laboratorio. \u201cA oggi \u2013 spiega Roberto Castoldi \u2013 vendiamo e distribuiamo prodotti in pi\u00f9 di 200 Paesi nel mondo: con le nostre cinque divisioni fatturiamo circa 32 miliardi di dollari. Un terzo delle nostre vendite \u00e8 generato da prodotti sviluppati negli ultimi cinque anni, infatti 3M investe in ricerca e sviluppo circa il 6% del suo fatturato. In particolare, se vogliamo avere un\u2019idea, negli ultimi anni ha investito pi\u00f9 di 8 miliardi e mezzo di dollari nella ricerca in laboratorio e nello sviluppo di nuovi prodotti\u201d. <\/p>\n\n\n\n

Tra questi si contano gli adesivi e i nastri per l\u2019utilizzo industriale, come per esempio quelli per l\u2019incollaggio dei metalli. \u201cLe giunzioni di tipo chimico \u2013 spiega Castoldi \u2013 stanno eguagliando gli assemblaggi fatti con bulloni, rivetti e saldatura\u201d. Una quota di mercato da non sottovalutare, quindi.<\/p>\n\n\n\n

I trattamenti, la pulizia e l\u2019abrasione<\/h3>\n\n\n\n

I materiali metallici si dividono in due macrocategorie: ferrosi e non ferrosi. I primi sono sostanzialmente gli acciai che sono leghe in ferro-carbonio, con una percentuale di carbonio minore del 2%; con percentuali di carbonio superiori al 2% non abbiamo pi\u00f9 acciai ma ghise. Un caso particolare per quanto riguarda gli acciai \u00e8 l\u2019acciaio inox che invece ha un bassissimo tenore di carbonio, in generale minore dell\u20191%, e una percentuale di cromo superiore almeno all\u201911%, che gli consente all\u2019inox di essere un metallo autopassivante. I metalli non ferrosi sono in realt\u00e0 la maggioranza: si tratta dell\u2019alluminio e tutte le leghe di rame; zinco, piombo, nichel sono quelli che concorrono nel formare leghe con essi, i metalli di maggiore utilizzo nel settore industriale. Parlando dell\u2019acciaio in genere, quelli al carbonio non inox devono essere trattati per evitare problemi legati a corrosione e ossidazione. \u201cQuesto problema \u2013 spiega Roberto Castoldi \u2013 non riguarda invece l\u2019inox, grazie alla sua percentuale di cromo, cosa che lo rende un metallo autopassivante e gli permette di formare spontaneamente uno strato di ossido sulla superficie. Anche l\u2019alluminio, inoltre, \u00e8 un materiale autopassivante. \u00c8 un aspetto di cui bisogna tenere conto quando poi bisogna effettuare gli incollaggi. I trattamenti dei metalli, soprattutto degli acciai al carbonio, vengono effettuati per migliorarne le prestazioni, la protezione contro la corrosione oppure per renderli, da un punto di vista decorativo, pi\u00f9 affini con l\u2019applicazione per la quale vengono utilizzati. I trattamenti possono essere di tipo termico e termochimico: galvanizzazione, anodizzazione, verniciatura, doratura, e altri\u201d. Tener conto di ci\u00f2 \u00e8 fondamentale per scegliere l\u2019adesivo o il nastro giusto: una scelta non studiata in base anche al trattamento scelto per lavorare il metallo pu\u00f2 impedire un incollaggio di qualit\u00e0, generando problemi.<\/p>\n\n\n\n

Lo stesso discorso vale per la pulizia post-trattamento. \u201c\u00c8 un altro requisito importante \u2013 spiega Castoldi \u2013 da tenere presente per incollare in modo adeguato un metallo: la pulizia garantisce la rimozione di tutti quei contaminanti che si frappongono tra l\u2019adesivo e la superficie, che quindi comprometterebbero sia la tenuta finale che l\u2019area disponibile per l\u2019incollaggio. Se l\u2019adesivo va a contatto con grassi, detriti, oli o polvere, in realt\u00e0 non stiamo incollando il metallo, ma lo sporco; di conseguenza, la tenuta non \u00e8 garantita\u201d. La pulizia pu\u00f2 essere effettuata con alcol isopropilico, chetoni oppure con etching. Quando la pulizia non \u00e8 sufficiente, per esempio in presenza di oli sintetici e nel caso siano gi\u00e0 in atto processi di ossidazione, ci sono altri sistemi di tipo meccanico, come l\u2019abrasione. Questa, di fatto, permette di aumentare la superficie reale di incollaggio. \u201cNei nostri laboratori \u2013 racconta Roberto Castoldi \u2013 rimuoviamo l\u2019ossido con l\u2019abrasivo ScotchBrite, a grana molto fine e in grado di dare una rugosit\u00e0 minima per consentire anche un migliore ancoraggio dell\u2019adesivo, oltre a una pulizia profonda\u201d. <\/p>\n\n\n\n

Un altro sistema per favorire l\u2019adesione, in alcuni casi particolari, \u00e8 il primer: si tratta di un liquido in grado di interagire anche chimicamente con la superficie dei metalli, e a sua volta \u00e8 estremamente affine all\u2019adesivo. 3M propone tue tipo di primer: l\u2019AP111 \u00e8 specifico per primerizzare i metalli e per l\u2019incollaggio che va effettuato con nastri adesivi; e il Metal Primer 3901, pi\u00f9 specifico e dedicato all\u2019utilizzo di adesivi strutturali.<\/p>\n\n\n\n

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Il metodo ASPEC consente di selezionare l\u2019adesivo pi\u00f9 idoneo per il tipo di applicazione in cui sar\u00e0 utilizzato.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Il ruolo dell\u2019automazione<\/h3>\n\n\n\n

\u201cL\u2019automazione \u2013 sottolinea Castoldi \u2013 ormai riveste un ruolo fondamentale in tutti i processi industriali: su questo 3M \u00e8 sempre stata presente e abbiamo gi\u00e0 tenuto diversi training\u201d. Per quanto riguarda l\u2019incollaggio, esistono quattro livelli di automazione: il primo \u00e8 quello dei tool e degli attrezzi manuali che semplificano drasticamente i processi di assemblaggio; il secondo \u00e8 quello che si definisce process assist, sistemi di prefissaggio che permettono di effettuare degli incollaggi di precisione, e implicano ancora la presenza di un operatore; il terzo livello \u00e8 l\u2019automazione fissa, in cui il processo non ha pi\u00f9 bisogno dell\u2019operatore, quindi l\u2019applicazione di un nastro o di un adesivo viene fatta in automatico; infine, il quarto \u00e8 la cosiddetta automazione flessibile, in cui l\u2019applicazione dell\u2019adesivo e l\u2019assemblaggio vengono effettuati tramite robot.<\/p>\n\n\n\n

\u201cQuesti quattro livelli di automazione \u2013 spiega Roberto Castoldi \u2013 devono tenere sempre conto delle cinque variabili che aiutano a selezionare o indirizzare il tipo di automazione per il tipo di applicazione: budget a disposizione, volume dei pezzi da assemblare al minuto, valore degli oggetti da assemblare con un sistema adesivo, costo della manodopera eccetera. Chiaramente se i clienti hanno gi\u00e0 sistemi automatici al loro interno, \u00e8 pi\u00f9 semplice proporre un sistema completamente automatico; se invece partono da zero, meglio cominciare da livelli pi\u00f9 bassi, con gli attrezzi oppure i supporti di processo\u201d.<\/p>\n\n\n\n

I sistemi proposti<\/h3>\n\n\n\n

I sistemi adesivi utilizzati per i metalli sono due: chimici e fisici. I sistemi chimici sono quelli relativi agli adesivi, quindi sigillanti, poliuretani reattivi e adesivi strutturali, in cui si innesca una reazione chimica che cambia la natura dei componenti, trasformandolo in un\u2019altra cosa che poi \u00e8 l\u2019adesivo che andr\u00e0 a fissarsi sulla superficie. Quelli che invece possiamo categorizzare come sistemi fisici non hanno nessun cambiamento di tipo chimico, come i nastri. \u201cLe performance pi\u00f9 elevate \u2013 afferma Castoldi \u2013 le hanno i sistemi chimici, in particolare gli adesivi strutturali. Questo per\u00f2 non significa che siano sempre la scelta migliore: come si diceva all\u2019inizio, \u00e8 fondamentale considerare l\u2019applicazione per valutare quale sia l\u2019adesivo pi\u00f9 adatto ai carichi che saranno esercitati, ai materiali usati e alle funzioni dell\u2019oggetto finito. Le principali famiglie per l\u2019incollaggio dei metalli sono sostanzialmente i nastri biadesivi sottili e spessi, quindi quelli sensibili alla pressione per innescare l\u2019adesione, e poi gli adesivi strutturali che in caso di carichi gravosi sono quelli che garantiscono le performance ideali\u201d.<\/p>\n\n\n\n

3M ha messo a punto una metodologia che si chiama ASPEC, che consente di valutare tutti i parametri e le variabili e di selezionare l\u2019adesivo pi\u00f9 idoneo per il tipo di applicazione in cui sar\u00e0 utilizzato. ASPEC \u00e8 un acronimo: A sta per tipo di assemblaggio, dimensioni, superficie disponibile all\u2019incollaggio, pesi da sopportare per l\u2019adesivo; S sta per superfici, quindi materiali, energie superficiali, che materiali dobbiamo incollare; P sta per processo, ossia che tipo di processo dobbiamo affrontare per effettuare l\u2019incollaggio; E significa end use, cio\u00e8 come dovr\u00e0 essere utilizzato il prodotto assemblato. <\/p>\n\n\n\n

Addentrandoci in alcune delle proposte di 3M, un sistema pressure sensitive \u00e8 quello della famiglia VHB. Si tratta di biadesivi spessi, dai 300 \u03bc ai 3 mm di spessore; la loro caratteristica fondamentale \u00e8 di essere viscoelastici e di riuscire, per scorrimento viscoso, ad andare a bagnare anche rugosit\u00e0 e non omogeneit\u00e0 della superficie. Hanno un\u2019ottima resistenza agli UV e alle temperature estreme, cosa che li predispone per applicazioni in esterni importanti. In particolare, VHB 5952 ha una formulazione che permette di evitare un primer e viene utilizzato soprattutto, ma non solo, per fissaggi di elementi decorativi. Appartenente a questa famiglia \u00e8 il GPH, particolarmente resistente alle altissime temperature: permette di assemblare il manufatto, lavarlo, pulirlo, verniciarlo e poi portarlo a 200 \u00b0C per pi\u00f9 di mezz\u2019ora senza particolari problemi. L\u20198407, invece, \u00e8 un adesivo acrilico ed epossidico, quindi presenta i vantaggi di entrambe le formulazioni: alta capacit\u00e0 di resistenza e permeabilit\u00e0 all\u2019umidit\u00e0 degli adesivi epossidici, insieme a velocit\u00e0 e facilit\u00e0 di incollaggio degli acrilici. L\u20198810 \u00e8 un adesivo acrilico, quindi con una velocit\u00e0 di raggiungimento della massima tenuta molto breve, che per\u00f2 non sopporta stress di temperatura e umidit\u00e0 elevati. <\/p>\n\n\n\n

Focus: porte e finestre<\/h3>\n\n\n\n

Un focus su cui si \u00e8 concentrato Roberto Castoldi \u00e8 stato quello dell\u2019assemblaggio industriale di porte e finestre. \u201cPer quanto riguarda elementi di finitura o elementi decorativi \u2013 spiega Castoldi \u2013 abbiamo visto che si possono usare gli adesivi VHB; per quanto riguarda invece il fissaggio di staffe o ganci, che devono essere soggette a carichi o stress importanti, si possono usare gli adesivi strutturali. Complessivamente questi sono i due sistemi adesivi che vengono utilizzati maggiormente in questo tipo di assemblaggio, sostituendo completamente i dispositivi meccanici. Abbiamo assemblato nei nostri laboratori polacchi una porta e tutti i suoi elementi utilizzando esclusivamente un nastro VHB, e abbiamo toccato con mano i vantaggi in termini di processo e di utilizzo dei materiali portano a un risparmio evidente. Innanzitutto, non si usano diversi tipi di sistemi di assemblaggio, ma uno solo. Il VHB consente di movimentare immediatamente il particolare assemblato: dopo 15 minuti \u00e8 gi\u00e0 a pi\u00f9 del 50% della sua tenuta e dopo 1 ora a pi\u00f9 dell\u201980% di quella che sar\u00e0 la sua tenuta finale\u201d. Tutti i sistemi adesivi garantiscono una libert\u00e0 di progettazione che i sistemi meccanici non hanno, perch\u00e9 devono sottostare a vincoli piuttosto importanti in termini di geometrie e qualit\u00e0 del fissaggio. Gli adesivi, inoltre, sono degli ottimi isolanti sia termici che elettrici in generale, e hanno la caratteristica di distribuire le tensioni che si hanno sul giunto per tutta la sua lunghezza; i sistemi meccanici, saldatura a punti, bulloni e rivetti, le concentrano in pochi punti sovrastressati che possono portare anche alla rottura dei materiali. Inoltre, hanno la capacit\u00e0 di compensare le irregolarit\u00e0 e non planarit\u00e0 dei due oggetti che devono essere assemblati: fanno da riempitivo, perch\u00e9 hanno la capacit\u00e0 di sigillare e quindi di ridurre il rischio che si inneschino processi di corrosione, cosa non possibile nei sistemi di giunzione meccanica. Permettono fissaggi rapidi e semplici, una minore lavorazione una volta effettuata la pulizia o il trattamento superficiale: si pu\u00f2 incollare e avere subito dopo alcuni minuti la tenuta necessaria. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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