填料是粘合剂、密封剂或密封剂中最重要的成分之一。一些材料包含一个单一的填充物，而另一些有多个填充物。这些填充物可能占产品成分的50%。

维世科泵浦-u系统和工程业务部门负责人丹尼尔•Pössnicker表示:“自粘合剂和密封剂生产以来，就一直需要填充剂。”Dosiertechnik GmbH是一家。“对导热填料的需求持续增长，主要是由于电动汽车和智能家电的大幅增长。”

这些填料是热界面材料(tim)的组成部分，可以有效地消散电子设备附近的热量。这是通过消除多氯联苯上的热点或金属对金属接触点来实现的。

Pössnicker引用了1500美元的温度计智能家电的例子来说明填充物的重要性。作为一种结合了食品处理器和炊具的产品，该产品具有先进的电子设备，无论该设备是沸腾、煨煮、切碎、剁碎、混合、碾磨、揉捏、搅拌、磨碎、固化或制作浓汤，都可以通过填充的封装来保护和保持冷却。

然而，尽管有许多好处，但填充物就非常磨蚀，并且可以随着时间的推移解决这些材料。值得庆幸的是，最先进的设备使制造商能够在优化单组分材料的分配和性能的同时克服这些挑战。

从硅到球

材料供应商在其产品中使用各种各样的填充物。这些填料通常加入树脂或粘合剂中以改善特异性，使产品更便宜或达到两种益处。

一些TIMs含有树脂和陶瓷颗粒，它们本身是电隔离的。他们最大的填充颗粒规定了最小的间隙，可以达到防止电子元件直接接触到热扩散器。

“填充材料是众所周知的，以提高热电和电导率，”Ellsworth Corp的分配设备专家“，但越来越填充材料正在用于轻质应用。一个例子是铝蜂窝结构板。航空航天制造商用粘合剂在这些面板中的粘合接头之间填充空间，以提供结构支持。这些粘合剂含有微空心玻璃球体，其仅测量毫米的一小部分，但是每层之间的可重复和可预测的空间，并且还减轻总重量。“

Ellsworth的工程销售代表Steve Swanson列出了以下填料，作为最常见的：二氧化硅，氧化铝，炭黑，碳酸钙和银（薄片和颗粒）。二氧化硅和氧化铝的耐磨性。二氧化硅还改善了粘合剂或密封剂的电绝缘性能，例如介电强度，并且是较高粘度材料的成本有效的增稠剂。

斯旺森说，碳酸钙作为增稠剂同样有效。氧化铝和银被推荐用于高导热性的应用，氧化铝被更多地使用。然而，填充银的材料不应该用于有电短路风险的地方。

斯旺森指出:“炭黑的伟大之处是，它可以让供应商改变材料的颜色和外观，比如哑光或光泽。”“终端用户可以指定胶粘剂或密封剂为黑色或白色，这样就不会在对比色的连接组件中可见。因为这个原因，军方喜欢炭黑。半透明材料也可以不添加填料。”

其他填料包括金属基，如氮化铝和氧化铝，铜和镍粉，可提高材料强度，热膨胀，收缩和耐热性。具体配制加入木制品的粘合剂通常填充碱性化合物，其不需要与固化剂的化学反应。这些低成本填料是有机（黑麦，小麦，核桃壳和木粉）或无机（碳酸钙，硫酸钙，氧化铝或膨润土）。

Ellsworth Company树脂专用于粘合剂，密封剂和导热材料的定制配方。2019年，该公司开发了EP-1289粘合剂，这是一种用于粘合电池组件的两部分导热环氧树脂。即使环境温度达到176 F，它也会保持良好的粘附性。

“这是一种非常坚韧的环氧树脂，具有高耐热性，”树脂的产品开发经理Bonnie Ludwig说。“但是，这是什么使得该产品独特的是，即使每米/克尔文的导热率为1.2瓦，它的混合粘度为30,000至40,000厘泊，这足以使其成为半流量。”

成功的方式

近几十年来，填充材料的分配设备显着发展。一家随着改变的一个设备供应商是Scheugenpflug，它专门从1990年开始制作定制分配系统。

“那时，系统与今天相比，系统有点原始，”Scheugenpflug的高级应用工程师Brandon Zinn承认Brandon Zinn。“主要目标是在油箱中对材料施加足够的气压，以便在软管结束时向上移动并喷出喷嘴。准确性并不像今天那么重要。“

另一位德国的设备供应商在20世纪90年代开始的自定义交付系统是Viscotec。有趣的是，该公司开始为客户制作泵，帮助他们从大碗到散装容器中转移粗番茄汤。

“我会估计我们今天的90％的系统是分配单组分和双组分的填充材料，”Pössnicker说。“该材料通常是导热的并且通过窄喷嘴尖端施加到小表面积。对于较大的区域，我们使用平面喷嘴，以确保均匀的材料应用。“

根据Zinn的说法，选择右喷嘴至关重要，可以适当地分配填充材料。他和他的团队在推荐用于应用的最佳喷嘴之前，他和他的团队彻底讨论了粘度和分配细节，例如珠子或点，例如珠子或点。

“我们的客户定期分配导热材料，其中90％是填充的，”Zinn说。“通用应用是EVS的电池组件。填充材料为金属到金属连接提供了巨大的电导率，同时限制了热堆积。“

Scheugenpflug经常使用它的A280动力板泵在输送系统中，用于高磨料，糊状的填充材料。该双活塞泵仅在一侧与材料接触，而反面上的阻挡流体防止磨料粘附到泵密封上。Zinn表示，这种设计可以最大限度地提高可靠性和使用寿命。

“渐进式腔泵非常适合填充材料，”埃尔斯沃思的Woo说。“这是因为它们的正向位移机制在系统中以固定体积移动材料。材料需要被分配的体积和速率决定了珠状、点状或喷嘴是最好的。根据孔口尺寸、成本和可重复使用性，有各种各样的喷嘴可用于这种类型的分配。”

Swanson补充说:“更复杂的组件往往需要含有更多填料的材料。”“问题是，你在材料中填充的填充物越多，它就会变得越厚，更难分配，也更难给组装好的产品提供所需的性能。”

维世科的一些客户，包括电动汽车(EV)制造商，需要使用含有高磨蚀性金属颗粒的中等粘度间隙填充剂。对所有制造商来说，精确和可重复性高填充材料的分配是一个持续的挑战。为了应对这一挑战，维世科系统配备了高质量的转子/定子组合。

“静止定子具有不锈钢或铝套管，该套管是用几种专有聚合物中的任何一种来抵抗机械和化学服装的制造，”Pössnicker解释说。“至于转子的转子，它在定子内部转动，它由不锈钢和镀铬制成，以处理厚厚的磨料填充材料。”

几年前，Viscotec也开始提供陶瓷转子。Pössnicker表示，此版本将系统成本提高约25％，但将转子寿命延长400至600％。他补充说，载体系统可以以2微升到每分钟2升的速率准确地分配磨料，厚和填充材料。

Zinn表示，最终用户的最大挑战是同时保护其设备免受磨料材料，并且在分配过程中不会损坏填料。实现这一目标的最佳方法是通过使用从罐的底部检索所有填充物的送货系统，并且在进入喷嘴之前均匀地分配它们。

根据Zinn的说法，单组分和薄材料对填充物分离的挑战较少。然而，多组分，厚和磨料材料可能需要具有坚固的密封和阀门的系统，以防止其磨损和填充物分离。

增强材料流量也限制了分离的可能性。润滑的O形圈和锥形喷嘴提示是改善流量的方法，特别是当分配填充焊膏或导电环氧树脂时。尖端的内部型材可防止填充液，减去所需压力的量，增强控制和重复性。

大孔尖端还减少了材料剪切量。为了在高批量分配过程中保持材料完整性，最终用户应最大限度地减少管道长度，最大化管道的内径，并减少系统中的弯曲或角度连接的数量。

自动化或不自动化

与厚和薄材料一样，自动分配填充材料的需要取决于产量和准确性的需要。手动点胶对于小批量和宽公差的应用是最具成本效益的。半自动点胶适用于低到中等容量的应用或公差要求不那么严格的应用。

一个完全自动化的设置包括一个机器人，自动化设备或传送带移动每个部分到喷嘴分配，然后通过它进行进一步的生产工作。该设置还包括在点胶系统电机和泵，人机界面和PLC之间的有线或无线连接。

Pössnicker指出:“标准HMI的功能足以确保单组分或双组分材料的精确分配。”“我们的经验表明，大型制造商要求HMI与特定品牌的PLC一起使用，通常是西门子或罗克韦尔自动化。视觉检查也正在成为自动点胶系统的一个标准功能。”

汽车制造商经常使用自动点胶来满足他们对填充材料日益增长的需求。Pössnicker最近参加了一个德国领先汽车制造商的演讲，并了解到，在过去的20年里，典型的全尺寸汽车使用的粘合剂的平均数量已经从10米增加到150米。经过处理的区域包括燃油管道、挡风玻璃、前照灯、天线和所有电子设备。

斯旺森说，消费电子产品和飞机的制造商也严重依赖填充材料。因此，他们不断地追求粘结性更好、成本更低、更容易使用的材料。

斯旺森说:“工业界的研究正在进行中，但有一些希望，这项技术最终将使纳米颗粒用于粘合剂和其他材料。”颗粒可以是经过特殊涂层的填料或纤维，以提供更好的整体导电性。

Scheugenpflug公司的全自动系统的最终用户包括制造电动汽车、医疗设备、飞机和火箭的公司，以及为美国军方工作的公司。所有这些应用都涉及严格的公差，导致需要通过自动化优化点胶。

津恩总结说:“我们经常有厌倦使用现成系统来分配填充材料的新客户。”“他们已经看到了错误的系统是如何导致申请失败的。”