当一个装配过程被证明是有点太贵,甚至一分钱或更少的周期-一个更便宜的替代品必须找到。这就是为什么许多制造商已取代模切或模压固体垫片与形式到位(FIP)和固化到位(CIP)液体垫片。

将液体垫圈分配到基板上,以在配合塑料,金属或木材表面之间提供100%的接触。垫圈提供防止泄漏,防尘和湿度,抑制振动和屏蔽的密封,防止电磁干扰。

同样重要的是,液体垫片缩短了交货期,减少了对库存的需要,而且它们的应用易于自动化。例如,两年前,一家电气和电子设备外壳供应商的销量激增,因此需要增加第二条装配线。当时,组装人员从注射器中手动分配由室温硫化(RTV)硅树脂制成的FIP垫圈,但这种做法产生了不一致的结果。

在用诺信EFD台式电动汽车自动点胶系统(配备725DA活塞阀)取代这种方法后,制造商将生产能力提高到了所需的水平。该系统的操作软件和一个铅笔大小的相机使组装人员能够快速调出60种不同形状外壳上的垫圈参数。

液体垫圈具有超过预成型的垫圈的另一个优点是应用柔性。今天的制造商拥有更广泛的液体垫片材料和分配设备,可供以往任何时候选择。因此,它们更好地提供了满足产品在产品中应用高质量,可靠的垫片的日常挑战,如小型电子设备,中型发动机,洗衣机和农业设备。

亚洲的创新

与许多装配技术一样,最初为汽车制造商开发了液体垫圈。在20世纪70年代初,新ETSU化工有限公司制作了一种RTV硅胶,日本一级供应商用于密封发动机。几年后,Thopbond International Inc.用FIP硅胶提供日本汽车OEM,用于各种应用。

通用汽车首次在20世纪90年代初期在土星发动机中使用FIP垫圈,Nordson EFD的Cary Long,Application Spection。他说,这些垫圈正在普及,因为每次都是精确分配的,几乎没有浪费的材料。

虽然片式垫片由软木、橡胶、石墨和其他材料制成,但液体垫片有单组分或双组分聚氨酯、丙烯酸聚氨酯、厌氧菌和硅酮。它们颜色不透明,通常比结构粘合剂厚,固化为刚性或柔性固体。

通过将珠子施加到一个法兰并配合零件来形成FIP垫圈并配合部件。在组装时,粘合剂在凸缘之间扩散到表面缺陷中,以在两个表面之间提供总接触。垫圈不需要压迫并固化以形成耐用的密封。FIP固化时间范围为30秒至几个小时,具体取决于粘合剂类型和量。

相比之下,CIP垫圈在组装之前用热量或UV光固化。该过程包括将液体珠施加到一个凸缘,固化珠子并将凸缘压缩在其配合部分上以实现强密封。建议使用频繁服务的组件的CIP垫圈。

通常,FIP垫圈采用厌氧机械制造,这是建议用于高压接头和加入诸如金属的刚性材料。一旦固化,粘合剂对发动机油,液压液和其他化学品不受水平。聚氨酯用于CIP泡沫垫圈,粘合到塑料,铝和温和或镀锌钢,并抵抗轻油和稀酸。

配制硅氧烷和丙烯酸酯氨基甲酸酯用作FIP和CIP垫圈。前粘合剂的性能效益包括出色的灵活性(用于粘合弯曲材料)和间隙填充。丙烯酸酯氨基甲酸酯可防止空气,灰尘,污垢,液体和气态物质的吸收或渗透。

在白色家电、汽车、航空航天和消费电子产品制造商中流行的两种丙烯酸聚氨酯树脂是Dymax公司的Ultra轻型焊接GA-201和GA-145。这两种树脂的典型应用包括汽车门把手、电气外壳和关键电子组件。该树脂不含非反应性溶剂,当暴露在UV, LED和可见光下时固化,产生柔软和无粘的柔性垫圈。用GA-145制成的垫圈也可以降低排气率。

Dymax全球产品经理弗吉尼亚霍根表示,由于GA-201树脂符合垫圈和密封件的UL 157标准,因此制造商不需要每年重新认证垫圈。公司使用这款树脂制作塑料,玻璃,金属和外壳的CIP和FIP垫圈。当未固化为55,000厘泊时,它的粘度和固化后硬度硬度为A35。Ga-145的粘度为45,000厘泊和00-68的硬度硬度。

Hernon Manufacturing Inc.的垫片替代品909是单组分厌氧,密封刚性金属面和法兰之间的近距离接头。典型应用是汽车发动机铸件和齿轮箱。使用此厌氧的其他行业包括航空航天,电子,家电,弹药,海洋,重型设备和医疗。

标准分配

朗格说:“分配液体垫圈和分配任何其他材料面临同样的挑战。”对于手工应用,装配工需要细心和勤奋,所以他总是在适当的位置放置适当数量的材料。在自动化应用中,操作员必须对设备进行编程,使其始终分配均匀的珠子。自动分配的珠子总是比手工分配的珠子更一致,因为操作员之间存在的差异被消除了。”

手持式涂抹器可用于低批量应用,但大多数情况下,垫圈均配有六轴机器人或配备自动阀的X-Y-Z表。另一种应用方法是使用丝网或模板。这种技术适用于Anaerobics以及应用需要薄,平坦甚至珠子。

大多数垫圈以50毫升管的容器供应到55加仑的鼓。高压泵是将堆积粘合剂移动到分配系统的高压泵。

较薄的材料可以用针头涂抹,而较厚的材料-例如那些在大型发动机中形成垫圈的材料-则需要高压阀。这种类型的阀门确保了胎圈的平稳启动,而不是产生眼镜蛇头部模式的喘振。其喷嘴杆的设计应能将喷嘴区域的材料吸尽,以防止焊道末端出现串列或拖尾。

阀芯阀是分配液体垫圈的另一个不错选择。因为其上下密封尺寸是相同的尺寸,阀门内的压力平衡。高压既不迫使阀门打开,也不难以打开。

来自诺信的736HPA-NV是一种高压平衡滑阀,可在流体压力高达2500 psi的情况下使用工业硅酮。它能够超过400循环每分钟。一个行程限制调整减少开喘振和调节鼻塞,同时确保一致的珠宽和网点轮廓。

阀的耐用部件包括不锈钢流体体和出口盖,镀铬不锈钢阀芯和聚酯 - 弹性体上下和下密封件,设计用于提供数百万个循环而无需磨损或泄漏。更换密封件简单:工人在​​液体附近放松三个螺栓,拆下密封件,插入新的密封件并拧紧螺栓。

几年前,Hernon开发了它的Autosealer 4015系统,以帮助一级供应商成本效益分配和uv固化的齿轮箱FIP垫圈。Hernon的销售和市场总监Edgardo Rodriguez表示,供应商是一个长期客户,他们需要更换一种未能满足EPA VOC限制的溶质垫圈。

垫圈的另一个问题是需要4〜10小时来治愈,并且经常在固化期间受到污染。新垫圈的分配和固化循环时间小于20秒,固化算入12秒。

扩展能力

大多数情况下,固液密封垫就足够了。不过,偶尔应用要求接合面之间的密封力较低。对于这些情况,制造商使用泡沫FIP和CIP垫圈。这些闭孔,自结皮,低硬度泡沫垫圈抵抗水,化学品和极端温度,同时保持良好的反弹。

分配这种类型的垫圈通常包括将双组分硅氧烷或聚氨酯粘合剂(1-1 -1混合比)用阳性剥离计量和混合系统施加。固化时间范围从30秒到几分钟。

一些垫片材料具有触变特性,可以减少流量。其他的是流动的和自流平的,必须应用在一个有槽的表面。一家供应商甚至提供了一种三或四组分的泡沫,具有坚固的外壳和柔软的核心,用于户外太阳能组件。

汽车制造商在零件中使用泡沫密封件,从户外门口放置在门内,到电机盖和太艇镜头。家电制造商将这些垫圈放在洗衣机中以密封桶,水泵和水分配器。

汉高生产的乐泰5260系列聚氨酯泡沫垫片材料。该系列包括流动性,触变性,半触变性和高度触变性垫圈,粘度范围从1,500至165,000 centixo泊。可流动垫片需要凹槽,而触变性垫片适用于一个平面或倾斜表面。所有的垫圈被汽车制造商用于内部(踏板板,门扬声器),外部(挡风玻璃罩,车牌边框)和引擎盖下(发动机,继电器和保险丝盒盖)的应用。

一些洞

在固体和泡沫垫圈之间是空心的。去年,Axel Vanbriesen,新精密科技公司的创始人和总裁,开发了技术(专利待遇),挤出水平和垂直的玻璃垫圈,带有开放式中心。该开口可以是圆形的,三角形或矩形。

VanBriesen说中空垫圈需要比固体垫圈更低的压缩力。另外,一些中空垫圈可以设计成偏转到中空区域,从而消除了固体垫圈必须偏转的逃逸区。

由于挤出中空垫圈,因此它们的型材不限于传统的1至1或2至1宽度的宽度比率。VanBriesen表示,他能够产生高达1.5至1,垫片高度的比率高达0.5英寸。

垫圈可由室温硫化硅酮、紫外光固化丙烯酸树脂和其他低至30000厘泊的触变材料制成。因为空心垫圈使用的材料比实心垫圈少75%,所以完全紫外线固化所需的能量要少得多。最近,该公司开发了“活性”空心垫片,这种垫片与典型的FIP垫片一样,通过一个端口充气,以更好地密封两个配合面。随着时间的推移,监测中空区域的压力损失,以验证垫圈是否提供足够的密封。

“虽然模切垫圈产生了相当数量的浪费,但他们永远不会消失,因为它们是如此便宜,”凡林根总结道。“然而,空心垫圈开始在您需要的粘合剂和手工劳动时,使用模具切割垫圈达到价格平价。简而言之,空心垫圈正在重写着传统垫片分配的书。“