Er det mulig å sette sammen en bil med lim?

Mange bilprodusenter, inkludert BMW, har brukt bilkonstruksjonslim i stedet for bolter eller sveiser for å feste plastkledning på kjøretøyer. Se bildegalleriet vårt for bilmotorer. Johannes Simon / Getty Images

Når du forestiller deg samlebåndet på et au-to-anlegg, tar du sannsynligvis bilde av sveisemaskiner, nagler, bolter og skruer som fester alle bilens deler. Du kan bli overrasket over å vite at mange bilprodusenter bruker lim for å feste noen deler sammen på moderne biler. Dette er ikke den typen lim du finner i ryggsekken til en skolebarn, eller den typen billim du kan bruke til å sette sammen en plastmodell - bilkonstruksjonslim er avanserte materialer som kalles epoksyer som kan tilpasses til å binde seg til nesten hvilken som helst overflate og tåler et bredt spekter av ekstreme temperaturer.

Å bruke lim i bilproduksjon er ikke en måte å kutte hjørner på eller lage en dårligere bil. Moderne lim gir mange tekniske fordeler fremfor tradisjonelle metoder for å feste to deler sammen. Faktisk danner lim vanligvis en binding sterkere enn materialene de limer sammen. Lim kan være nøkkelen til å bygge lettere, mer effektive biler, og når nye materialer som karbonkompositt brukes, kan lim være den eneste måten å feste dem sammen, da karbonfiberplater ikke kan sveises sammen..

Selvfølgelig er ikke limene perfekte - det er noen få miljøhensyn og noen applikasjoner som de bare ikke fungerer veldig bra for. Hvilke lim fungerer best for de mange forskjellige delene av en bil? Og hvordan vil bruk av lim endre bilindustrien? Som et resultat, vil vi se rimeligere biler? Er de i så fall trygge? Fortsett å lese for å finne ut av det.

Dette bakvinduet vil bli belagt med lim før det plasseres på en Dodge Caliber. Mary Knox Merrill / Christian Science Monitor / Getty Images

Å bruke lim i bilproduksjon er en litt mer komplisert prosess enn bare å skli på litt lim og holde de to delene sammen. For en ting er bilkonstruksjonslim laget av kjemikalier som kalles epoksy. En epoksy kommer i to deler, en harpiks og en katalysator. Når de to komponentene kombineres, starter katalysatoren en kjemisk reaksjon i harpiksen, og harpiksen utvikler sine bindingsegenskaper når blandingen herder. Herdetider for epoksyen kan variere fra bare noen få minutter til en dag eller enda lenger. I noen tilfeller kan herding hjelper ved baking eller annen form for påført varme. Noen epoksyer kurerer til og med bruk av ultrafiolett lys.

Det er to typer epoksyer som ofte brukes: polyuretanepoksyer og glassaktig matriksepoksy. Glassfylte matrisepoksyer er ekstremt sterke og stive, og de motstår skjær -- sideveis separasjon av de bundne delene - ved veldig høye kraftnivåer. Polyuretan-epoksyer er mer fleksible, men de brytes under skjærkrafter ved mye lavere kraftenivåer enn glassaktig matriksepoksy. En nyere to-trinns applikasjonsprosess kalt tyngde av synergistisk gummi gir epoxier med høy styrke større fleksibilitet, slik at det er mindre sannsynlighet for brudd under stress [kilde: Smock].

Ytterligere kompliserer limpåføringsprosessen er de unike behovene til en bilproduksjonslinje. I noen tilfeller må lim påføres en hel del av bilen i en enkelt batch. Etter at noen ekstra deler er festet og limt, kan det hende at seksjonen må gjennomgå en rense- og malingsprosess før de endelige delene er festet. Limet trenger evnen til å holde seg på plass når den suges til væskesprøyter, elektroavsetning og andre monteringsprosesser. For å unngå bruk av dyre forherdingsovner, kan denne herdeevnen være innebygd i limet, men det krever mye testing og litt imponerende kjemi.

Det beste stedet å bruke et strukturelt lim er et sted der de primære kreftene er enten kompresjon, hvor de sammenføyede brikkene skyves sammen, eller klippe, der styrken prøver å skyve de sammenføyede overflatene mot hverandre, som å trykke hendene sammen og prøve å skyve dem fra hverandre.

Strukturlim er vanligvis ikke god å bruke hvis kraften som virker på skjøten ville trekke de to delene fra hverandre, da de fleste lim har dårlig skrellstyrke. Et annet dårlig sted for et strukturelt klebemiddel vil være en der det er krefter som vil bøye leddet, noe som kan tillate skjøten å klyve og deretter skrelle [kilde: Gilles].

I tillegg til epoksyene brukes også uretanskum i visse områder av en bil. Mens de har klebeegenskaper, brukes disse skummene mer for sine egenskaper som tetningsmidler enn som strukturelle festemidler.

Auto Lim

For mange mennesker kan det hende at billim på bilens karosserpaneler ikke høres ut av spørsmålet, men hva med å lime motoren? Kan et selvklebende tåle varme og trykk som motorene er i stand til å produsere? Ja, lim kan brukes - og brukes for tiden - i motorer. Faktisk er ventildeksler, innsugningsmanifolder og oljepanner ofte festet ved hjelp av bare noen få bolter og et klebemateriale som danner en væske- eller lufttett pakning, eller tetning.

Tata Nano bruker lim til bil for å feste karosseripaneler - og for å redusere vekten. STOFFKOFFRINI / AFP / Getty Images

Bruk av lim har noen store fordeler fremfor andre festemetoder. Et lim fordeler belastningen bedre enn en stedsveis eller en nagle. Se for deg to kroppspaneler som er festet med noen få punktsveiser. Hver gang bilen treffer en støt, beveger støtkraften gjennom bilen. Når den passerer over de to kroppspanelene, bærer punktsveisene all styrken. Dette fører til spenningsbrudd i området nær sveisene. Et lim vil tillate panelene å festes over et bredere overflateareal og fordele kraften på en mer effektiv måte. En god sømssveis ville oppnå det samme, bortsett fra at sveiser er så stive at de ikke overfører kraft særlig godt. Lim, spesielt polyuretanepoksy, har evnen til å bøye og absorbere noe av kraften, og overføre resten av det jevnt over overflaten. Dette er en av grunnene til at flyprodusentene har brukt lim i mange år.

Lim tillater også bruk av lettere konstruksjonsmaterialer. Sveiser og bolter krever tykke, tunge stålstykker for å forankre dem. Med et klebemiddel kan stål brukes tynnere, eller produsenten kan bytte til alternative materialer som aluminium eller karbonkompositter. Disse materialene kan ikke sveises slik stål kan, så lim er ofte det beste alternativet. Den indiske bilprodusenten Tata reduserte vekten på deres ultrakompakte Nano delvis ved å bruke lim for å feste visse karosseripaneler.

Temperaturen påvirker limene, men epoksyene som brukes til å montere biler smelter ikke før de er oppvarmet til 400 grader Fahrenheit (204,4 grader celsius) eller mer, og de sprekker ikke før de er avkjølt til minus 40 grader Fahrenheit (minus 40 Grader celsius). Det er klart dette er ekstreme temperaturforskjeller som de fleste aldri ville støtt på i løpet av livet. For den gjennomsnittlige driveren er temperaturen ingen bekymring.

Det er ikke å si at lim er uten deres feil. Bilindustrien har ikke mye langsiktige data om bruk av lim, og noen stiller spørsmål ved deres evne til å stå opp til 10 eller 20 års bruk. Strukturlim har blitt brukt av europeiske produsenter i flere år, så tilliten øker i limenes levetid.

Det er en potensiell negativ bivirkning av limbruk - dyrere reparasjoner. Hvis en limfestet konstruksjonsdel går i stykker, vil de fleste verksteder ikke ha de nødvendige fasilitetene for å rebondere limet. I stedet måtte de bruke en forhåndsbundet komponent sendt av produsenten, og muligens tvinge bilens eier til å betale for mer enn bare den ødelagte delen. En god karosseri kan håndtere en kosmetisk reparasjon ved å kutte bort den skadede delen og lappe i en ny del med lim som er spesielt designet for dette formålet.

Selv om klebemidler får bredere bruk i dag, er ikke bruken av dem automatisk montert. Vindusviskere har blitt holdt på plass av polyuretanepoksyer i flere tiår, og i løpet av de siste ti årene eller så har produsenter som Saturn og til og med BMW festet plastkledning på bilene sine med lim i stedet for bolter eller sveiser. Når autodesignere utforsker nye teknologier og nye materialer, kan det hende at vi ser bruk av klebemidler skyrocket de neste årene. Likevel vil det sannsynligvis alltid være et sted på samlebåndet for en sveiser.

Relaterte artikler

• Hva gjør superlim så super?
• Hva er verdens billigste bil?
• Hvordan fly fungerer
• Kan karbonfiber løse oljekrisen?
• Flerbrukslim
• Sveise

Flere gode lenker

• Lim og fugemasseindustri
• Sveisemagasin
• Dow Automotive

kilder

• Lim og fugemasseindustri. "Strukturlim for avansert bilproduksjon." 1. september 2007. (7. august 2008) http://www.adhesivesmag.com/Articles/Cover_Story/BNP_GUID_ 9-5-2006_A_10000000000000161632
• Gilles, Kimberley. "Å lage skjøter med konstruksjonslim." Sveisemagasin. (7. august 2008) http://weldingmag.com/processes/news/wdf_38771/
• Sabatini, Jeff. "Kan du lime sammen en bil?" Automotive Design and Production. August 1999. (8. august 2008) http://www.autofieldguide.com/articles/089903.html
• Smock, Doug. "GM vil bruke nye strukturlimer mye." Design Nyheter. 24. mars 2008. (8. august 2008) http://www.designnews.com/blog/Engineering_Materials/858-GM_Will_Use_-New_Structural_ Adhesives_Extiously.php