Adesivos híbridos para montagens estruturais

Não existe um único equipamento que usamos em nosso dia a dia que não precise ter partes unidas por processos de montagem industrial. Seja um automóvel, um celular, uma televisão, uma lâmpada, um fogão enfim, tudo que tem peças necessita de um método para uni-las, de preferência de forma econômica, duradoura e eficiente.

Até hoje, a indústria desenvolveu três principais sistemas para garantir isso: aparafusamento (bolting), soldagem e adesão. Cada um deles, entretanto, apresenta desafios significativos para a engenharia.

Aparafusamento: O uso de parafusos como ferramenta remonta à Grécia antiga, sendo que em 1797 o britânico Henry Maudslay patenteou o clássico parafuso de fenda. Com esta técnica de fixação, a distribuição das forças é irregular, o que acaba gerando fadiga e fragilização dos materiais nos pontos submetidos a maior estresse. Exigem uma vedação complementar, normalmente utilizando trava roscas anaeróbicos. Sua automação exige investimento em equipamentos de alto custo e mesmo assim a velocidade de produção que se consegue atingir é limitada. Por melhor que seja o acabamento, alguns parafusos sempre irão ficar aparentes, prejudicando a estética do produto final. Além disso, os parafusos precisam ser de metal, aumentando o peso, o que por sua vez impacta na usabilidade e em custos de transporte.

Soldagem: Trata-se de uma técnica mais antiga ainda, com documentos que remontam a cerca de 5000 anos atrás, no Oriente Médio, onde se uniam peças de ouro. A principal limitação da solda é quanto aos tipos de materiais que podem ser unidos, que normalmente precisam ser metais compatíveis. Devido ao aquecimento no ponto de união, a distribuição da resistência no material não é homogênea. Ela cria pontos de fragilidade no material devido ao aquecimento e resfriamento. Além disso, o resultado estético não é satisfatório.

Adesão: Esta é a técnica mais recente, mais sofisticada do ponto de vista tecnológico e a que mais tem apresentado evoluções significativas ao longo dos últimos anos. Evoluções estas que cada vez mais deixam para trás os desafios e limitações que existiam para sua aplicação. Ao contrário dos outros métodos de fixação, a adesão mantém totalmente a integridade da estrutura, distribuindo e transmitindo as cargas por toda a área de contato de modo uniforme. Além de não gerar pontos fragilizados nos substratos, a união por adesão também os protege contra diferentes tipos de ataques corrosivos. Promove a vedação de modo inerente e permite a união de materiais diferentes, tão diferentes quanto metal e plástico por exemplo.

Comparativo entre os diferentes métodos de fixação, quanto à homogeneidade da distribuição das forças aplicadas.
Comparativo entre os diferentes métodos de fixação, quanto à homogeneidade da distribuição das forças aplicadas.

Conforme temos acompanhado de perto em nossos posts, uma nova fase de possibilidades de engenharia se abriu com o surgimento da nova classe de adesivos híbridos. Antes dela, o principal fator limitante para a incorporação de uma solução adesiva em um projeto era a combinação ideal entre os fatores:

• Resistência
• Velocidade de cura
• Temperatura de trabalho
• Compatibilidade de substratos

Adesivos do tipo cianoacrilatos atendiam bem aplicações que demandavam velocidade, mas sofriam algumas limitações quanto a substrato e resistência a certas forças, como cisalhamento por exemplo. Já os adesivos estruturais baseados em metacrilatos, provam ser mais resistentes e flexíveis onde os cianoacrilatos não atendem, porém não possuem a mesma velocidade de cura que estes. E ambos possuem algumas restrições quanto a substratos.

Com o advento da tecnologia híbrida, as vantagens e abrangências de ambos foram combinadas, e recentemente vimos uma ampliação ainda maior do escopo de aplicação desta tecnologia, na medida em que foram disponibilizadas no mercado diferentes fórmulas, que melhor se adequam a necessidades específicas.

Vejamos um exemplo prático, comparando os adesivos Loctite HY 4080 e HY 4090. Ambos são adesivos híbridos, porém suas formulações foram desenvolvidas para apresentar desempenhos diferentes. Se o projeto demandar alta velocidade, o Loctite HY 4090 conseguirá entregar isso com a máxima performance. Em cinco minutos a montagem já apresentará boa resistência. Isso mesmo em baixas temperaturas, economizando custos com aquecimento.

Enquanto um adesivo estrutural comum em geral precisa estar em torno de 23 a 25 graus Celsius para manter sua velocidade de cura, o Loctite HY 4090 permite trabalhos até 5 graus sem alterar a velocidade. Ele consegue unir combinações de substratos muito diferentes, tais como plástico/borracha e plástico/metal. Isso garantirá alta produtividade, qualidade e baixo custo em montagens de peças elétricas e eletrônicas, componentes óticos incluindo lâmpadas e também sinalização visual. Esta característica de alta velocidade o torna ideal para linhas de montagem automatizadas, operando a velocidades que outras tecnologias não conseguem alcançar.

Agora imagine um projeto onde as partes a serem montadas sejam de grande tamanho. Aqui a velocidade não é o fator primordial, até mesmo porque é necessário mais tempo em aberto para que o operador possa trabalhar. Por outro lado, seu peso tende a ser grande, o que exigirá uma força de adesão especialmente alta. Neste tipo de situação, utiliza-se o Loctite HY 4080. Sua velocidade de cura é mais lenta, necessitando em média o dobro do tempo, ao passo que sua coesividade é maior, assim como sua resistência ao impacto e vibração. A abrangência de substratos é grande, permitindo desde aplicações em indústrias de eletrodomésticos e automobilística, aderindo painéis entre metais e plásticos até a indústria moveleira, aderindo madeira e metal por exemplo.

Aliás, as características dos substratos a serem unidos, também são um importante fator na escolha do tipo de adesivo híbrido a ser aplicado, visto que a performance de cada uma das formulações disponíveis no mercado varia bastante de acordo com cada material que será aderido. Falaremos mais sobre este tópico e também sobre outras formulações recém lançadas no país nos próximos posts. Fique conosco e saiba tudo sobre a nova tecnologia de adesão que está revolucionando os sistemas de montagem!