用于组装家用电器的铝、铜、钢和其他金属部件通常用机械紧固件或焊接连接在一起。但是，结构胶是越来越多的工程师正在考虑的一种严肃的替代品。
结构粘合剂通常与汽车和航空航天应用相关。他们还广泛应用于造船行业。使用丙烯酸树脂，环氧树脂，氨基甲酸乙酯和其它粘合剂的潜在优点包括节省成本，设计的灵活性，较低的重量和结构完整性。
许多家电制造商正在检查粘合的优缺点，因为它提供了众多好处，如设计美学，振动阻尼，以及用连续接头加入不同的基板和敏感材料。各种各样的家用设备已经组装了粘合剂，尤其是含有大量注塑塑料部件的产品，例如咖啡机，加湿器和真空吸尘器。
“适用于汽车和航空航天行业的概念正在应用于家电行业，”Dymax Corp.（托林顿州托林顿）的塑料市场分部经理Kyle Rhodes说。“创造更轻和更强大的设计的能力，更美观地令人愉快的轮廓是消费市场，消费者正在积极响应。
Rhodes解释说:“传统上，由于担心强度、耐久性和初始成本，电器制造商使用机械紧固件。“但是，从汽车和航空航天工业的角度来看，一旦选择了合适的粘合剂，强度、耐久性和成本问题都是最小的。随着新一代胶粘剂的引入，强度和耐久性得到了提高。节省的成本远远超过实际成本，因为以最小的劳动力成本提高了吞吐量。”罗兹估计，50%到60%的器械可用接头可以转化为粘合剂。
“今天的结构粘合剂被配制，以承受严重的冲击力和剥离力，提供高度纯粹的力量，提供出色的化学和耐温性，”汉高技术（岩石山，CT）的电器和电动汽车市场开发经理John Lafond“由于这些进步，家电制造商正在使用结构粘合剂来更换或增加铆钉，螺栓，焊接和其他传统方法。”
螺钉用于连接该洗衣机的水平门。
众多的应用程序
现在结构胶是一种可行的选择组装大型家电时。它被用来附接加强肋中的大型钣金组件，例如洗碗机的拐角;键冰箱搁板组件;附上干燥器鼓组件;和键保持齿轮轴洗衣机。器具制造商使用丙烯酸类来粘合电气和天然气范围内使用的不锈钢支架。甲基丙烯酸酯用于将塑料内衬粘合到冰箱和冷冻机中的金属框架和金属门和框架接头。丙烯酸酯用于将压缩机粘合到平底锅。
组装洗衣机时，制造商使用甲基丙烯酸酯来粘合和密封控制台面板和滚筒外壳。丙烯酸树脂和环氧树脂用于将门窗固定在前置式洗衣机和烘干机的门框上。
其他常见的应用包括电子元件、控制面板和电机。例如，磁铁经常粘在电器马达上。环氧树脂，包括一种和两种类型，传统上被用于电机装配。但是，更新的技术，例如以丙烯酸为基础的产品，被越来越多地使用，因为它们不需要加热就能快速凝固和固化。
美国国家胶粘剂公司(Bridgewater, NJ)的技术经理Robert Wallach说:“以前的电器电机技术需要使用夹子和其他机械手段来固定磁铁。“高强度粘合剂几乎已经取代了这种组装方法。为了提高生产效率，还使用了快速固化的丙烯酸粘合剂，用于电机内部的磁铁组装。”
WALLACH声称今天在家用电器上进行了越来越多的粘接和密封。当然，许多粘合剂用于非结构应用。例如，随着器具的电子元件变得更加复杂，许多设备被环氧树脂和密封剂封装，以保护其电路免受热和水分。但是，工程师也在寻找更多用于结构粘合剂的用途。
Hernon Manufacturing Inc. (Sanford, FL)总裁Harry Arnon解释说:“与五年前相比，用粘合剂替代点焊的做法得到了更多的接受。”“越来越多的接头被设计用于结构粘接而不是点焊。这种设计改进将增加结构粘合剂在器具行业的使用。”
虽然许多新的粘合剂可以比传统的连接方法，螺钉，螺栓和铆钉更强仍然很受电器工程师。“紧固件通常允许拆卸和清除成分的，”笔记布赖恩Bentrim，体育教育，在PennEngineering公司（Danboro，PA）全球新产品开发的经理。“这是在维修的应用尤为重要。但是，它可以为产品开发的关键，同时，当它打开，改变或检查应用程序可能是重要的。紧固件也往往比粘合剂更强。”
面对价格上涨，许多家电制造商被迫使用薄薄的钣金。
设计的趋势
减轻重量是当今家电行业的一个主要趋势，许多制造商使用更多的塑料材料和更薄的金属。美学也是一个大问题，尤其是在高端市场，这一市场利润率更高，但消费者也更有眼光。例如，高端洗碗机可能会使用大量不锈钢，而低端型号可能会使用更多的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或尼龙组件。设计和功能今天变得更加复杂。在芝加哥最近的厨房和巴斯行业贸易展上，制造商以大胆的颜色展示了各种各样的家电。根据家庭设计专家，消费者正在使用他们的厨房，而不是今天烹饪。他们在烹饪和用餐区之间击倒了一旦高度明确的墙壁。因此，他们希望拥有多才多艺和轻松使用的设备，而且时尚和不引人注目的设备。
“随着家电变得更加融入家庭的生活空间，有肯定更被认为正在投入自己的外表，”笔记托德DiMartini，在3M公司（ST，保罗，明尼苏达州）工业粘合剂和胶带业务经理。而且，随着越来越多地使用电子设备，他说，有更多需要胶粘剂，稳定的组件，股权电线和锅组件在可恶劣的环境。“结构粘合剂提供在各种基材上的最小的表面畸变看不见的紧固，” DiMartini指出。
通过粘合剂，消除了遥控铆钉，突出螺栓，螺钉头和表面标记，例如点焊，导致光滑的表面。用粘合剂还可以避免去除焊渣所需的耗时的操作并准备精加工。
“在家电行业的应用结构胶粘剂的增加，主要是在产品设计创新和原材料成本上涨的推动，”拉丰说。他说，出现了一个更时尚的新家电的激增，清洁的外观“其中机械紧固件和焊接会产生问题保持产品的美观性。”正在推动使用粘合剂的其他设计趋势包括顺利顶炉和前装式洗衣机和烘干机。
塑料在家电行业的使用并不是一个新的趋势，但材料在强度、光泽、颜色选择和耐热性方面不断发展。由于塑料重量轻，用途广泛，而且灵活，它允许新的技术创新和设计自由。它使设计更加灵活，通常比金属和其他替代品提供更低的总成本。
“用模制的塑料面板取代了机械紧固件的基本方形设计，”罗得岛说。“通过在机械紧固件上使用结构粘合剂，减少了振动和噪声。”
许多家电厂商都在使用他们的产品，如在真空外壳透明或半透明的部件更大量的塑料。因为他们在他们的设计变得更复杂，一个透明塑料结构粘合剂可以是一个很好的替代螺丝。例如，它为设计人员提供他们的概念新的选择。
越来越多地使用的塑料往往排除了使用机械紧固件，这可能会损坏材料。由于塑料在家电行业，用那繁殖“胶粘剂提供了更多的传统竞争优势的连接技术，说：”道格Ellerbusch，粘合剂在亨斯迈先进材料（林地，TX）市场部经理。“这是用于聚氨酯和甲基丙烯酸酯的粘合剂，这是量身定制用于粘合热塑性塑料尤其如此。”
然而，塑料很难用钣金竞争成本，强度和外观，在大型部件，如橱柜，上衣和底座。因此，大器具，如洗碗机，干衣机，冰箱，炉子和洗衣机，仍然使用大量的金属。
这些物品上的框架传统上焊接在一起。但是，Wallach说已经研究了替代技术，例如粘合框架壳体。“[行业仍在处理]需要高强度粘合剂，以便尽快设置传统方法，如焊接，”他解释道。“但是，探索替代品的替代品探讨了与环氧树脂的有趣发展，特别是通过感应加热。”
由于广泛的消费需求，家电行业继续看好不锈钢。“有一个变速替代不锈钢牌号减轻原料成本的增加，”拉丰说。“这些成绩是不容易焊接和粘合剂消除了这一困难。”
家电制造商也在使用更多的预涂钢板，以达到更低的环境影响。爱迪生焊接研究所(EWI, Columbus, OH)的高级工程师David Speth解释说:“随着线圈涂层钢的使用增加，粘合剂的使用可能会增加，因为焊接基材时不可能不损坏油漆。”
随着钢材价格的持续飙升，家电制造商一直在使用更薄的金属板材来节省开支。然而，传统的连接技术在较薄的材料上并不总是很好地工作。Speth解释说:“随着钢材变薄，薄板也会变得更难焊接。”“材料越薄，强度就越低。”
这是在旧的有效紧固件和工具，较厚的部分不与更薄的材料兼容两种。例如，小于0.025英寸厚的固定金属板的情况下，螺纹汽提成为一个严重的问题。该锁紧扭矩过于接近形成螺纹的扭矩和常用扭矩。
通过使用粘合剂而不是紧固件或焊接，Archetype联合LLC（Orion，MI）总裁Dave Archer表示，家电工程师可以将压力传播到更广泛的区域。“电器是粘合剂的逻辑应用，”他指出。“它允许您隐藏线条并加入大面积的脆幻材料。”
两部分的有机硅粘合剂被用来粘合和密封该玻璃炉顶部到它的不锈钢框架。它也可以用来粘结钢支撑托架直接下侧。
紧固件仍然是规则
阿切尔说，许多工程师对力量感到紧张。“使用胶粘剂时，担心结果不一致，”他解释道。“在许多情况下，由于有这种种类的结构胶粘剂可用，您需要比紧固件更思考。通常，必须存在您想要克服的现有设计问题，以证明粘合剂。“此外，由于其超多压表面，Speth警告不锈钢可能导致某些粘合剂的问题。“没有特别用于不锈钢的粘合剂，”他指出。“为了获得最佳结果，您可能需要素质，可以为过程增加时间。环氧树脂是我的第一选择，其次是氨基甲酸酯。丙烯酸类通常对塑料更好。“
粘合剂还会增加植物中使用的化学品的数量，这可以提高环境问题。并且，它们通常需要固定和时间来固化，这可以限制它们对大容量装配线的使用。“治愈时间取决于化学，”Speth说。“环氧树脂可以在数分钟至数小时治愈，而氨基甲酸乙酯以秒设定为小时。用紫外线固化的丙烯酸件，这只是几秒钟或几分钟的问题。“
为了克服这一挑战，最结构胶供应商提供广泛的固化时间的选择。家电厂商可以通过使用快速固化的产品，如双组分结构粘合剂或光固化粘合剂提高吞吐量。然而，许多高性能的产品，如单组分环氧树脂，需要热暴露周期治疗。这个额外的步骤可以是或可以不是现有的生产过程的一部分。
这些限制可以使紧固件和机械连接过程更加吸引一些设备应用。“自动铆接紧固件提供解决方案”，“宾尼宁内部的Bentrim索赔。“它们使得更容易使用较薄的床单，并为装配和拆卸提供便利性。”
当谈到回收计划时，后者是极其重要的。例如，欧洲家电制造商必须遵守严格的环境法规，其中包括“报废”回收计划。粘接剂会产生相对永久性的粘合，如果需要维修或更改，就很难拆卸。
适用性是决定是否使用粘合剂、紧固件或焊接的关键因素。螺纹紧固件通常是允许维修进入或更换内部部件和总成的唯一选择。
斯佩思说:“如果你要拆开某件东西，如果零件是用螺丝或螺栓固定的，而不是焊接或紧固的，那就容易得多。”“亲密关系更持久。将金属板粘在框架上是一回事，但你可能不想粘在覆盖压缩机的更紧密的面板上。”
Acument Global Technologies Inc. (Troy, MI)市场总监Larry Pickett补充说:“家电制造商希望通过使用在冲压、冲孔或钻孔中形成螺纹的紧固件来实现现场成本节约。”“通过这样做，他们从螺纹成形设计中节省了更多的就地成本，克服了薄板应用中紧固的固有问题。”
根据Pickett，家电行业也在使用更多的铝，在某些情况下，粉末金属冲压与钢冲压器。他说紧固件仍然是钢铁应用等钢材，电气组件和主墙组件的流行。
“使用紧固件的最大优势是新组装的电器可以在发货期间对最终目的地进行粗暴处理，”Pickett。“这可能会导致零件稍微移动薄膜和干燥机旋转机制 - 抵达时昂贵的维修要求。”
制造工程师必须仔细考虑粘合剂、紧固件和焊接的优缺点。“热连接和机械连接最重要的限制是成本，”汉高的拉丰表示。“热连接是一个昂贵的过程，需要专门的劳动力。焊接接头往往不均匀，缺乏高端应用所需的干净美观，而且很难拆卸。”
除了消除紧固件和紧固设备的成本外，结构粘合剂还可以消除钻孔和挖掘孔的成本，以及垫圈等密封装置。“机械紧固需要昂贵的劳动力来钻孔并插入紧固件，这是一种不易自动化的过程，”Lafond指出。
Lafond补充道:“紧固件的孔会产生泄漏通道，这是腐蚀的起点，可能会影响最终产品的视觉美感。”“由于紧固件和热连接都将应力集中在一个点上，它们难以承受由弯曲或振动引起的应力，这可能导致接头过早失效。”一个
侧边栏:关节设计很重要
当从机械紧固件转换到粘接时，必须仔细检查接头设计并在必要时进行更改。因此，大多数专家建议只有在工程师开发新产品时才使用结构胶。粘合剂依靠表面接触与基材形成粘结。因此，接缝的设计必须使粘合剂尽可能多地接触表面。搭接接头是最常用的粘合接头，在金属应用中效果最好。爱迪生焊接研究所(EWI, Columbus, OH)的高级工程师David Speth警告说:“从机械上讲，你希望设计的接头是剪切加载键合，而不是剥离加载。”
虽然结构粘合剂与许多不同的材料一起使用，但对于给定应用的最佳产品通常是零件设计，处理需求和性能要求的函数。“不同的底物需要不同的粘合剂，”Speth解释。“如果将不同的材料（例如钢）加入其他金属，金属对塑料，塑料，彼此，或涂给其他任何东西，则粘合剂是特别有价值的。
“一般来说，您希望粘合剂略低于基材，”加上辛。“聚烯烃和含氟聚合物非常难以粘合。只有一些高度专业化的粘合剂工作。开放式电池泡沫具有低表面积，用于粘合。“
