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Conceção de juntas adesivas para menor esforço

Existem desvantagens na otimização do design das juntas quanto à utilização de adesivos e fitas. A quantidade de material utilizado, o custo de maquinagem ou a facilidade de processamento desempenham papéis importantes na “otimização”. Os dois exemplos abaixo mostram como a resistência deve ser pesada com conveniência ou custo ao melhorar uma junta para adesivos.

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Junta de canto

Este design simples que utiliza uma junta de topo perpendicular não é o ideal para uma colagem adesiva. A principal tensão é a clivagem, que é altamente desfavorável na colagem adesiva. Modificar o design original adiciona um componente adicional para reforçar a colagem dos componentes originais. Isto redistribui parte da tensão de clivagem numa tensão de cisalhamento, reforçando a colagem. Um componente mecânico do reforço exterior também pode impedir as forças de impacto. No entanto, esta junta requer a utilização de uma segunda peça de material e provavelmente exigiria um processo de colagem de dois passos.

Um design refinado melhora o design para proporcionar desempenho e produção. É melhor que o segundo design porque agora a junta não requer trabalho nem peças adicionais. Esta junta requer duas peças de material com complexidade mínima de maquinagem e é montada num único passo. É também mais forte do que os outros designs porque as forças de clivagem são completamente substituídas por uma força de compressão, que é a tensão de junta preferível para a colagem adesiva.

  • Animação que ilustra uma junta de canto básica sob tensão de clivagem.

    Junta de canto básica sob tensão de clivagem

    Este design simples que utiliza uma junta de topo perpendicular é o menos favorável para uma colagem adesiva. A principal tensão é a clivagem, que é altamente desfavorável na colagem adesiva.

  • Animação que ilustra uma junta de canto reforçada.

    Junta de canto reforçada

    Modificar o design original adiciona um componente adicional para reforçar a colagem dos componentes originais. Isto redistribui parte da tensão de clivagem numa tensão de cisalhamento, reforçando a colagem. Um componente mecânico do reforço exterior também pode impedir as forças de impacto. No entanto, esta junta requer a utilização de uma segunda peça de material e provavelmente exigiria um processo de colagem de dois passos.

  • Animação que ilustra um design de juntas de canto ideal com um design melhorado para proporcionar desempenho e produção.

    Design de uma junta de canto ideal

    Um design refinado melhora o design para proporcionar desempenho e produção. É melhor que o segundo design porque agora a junta não requer trabalho nem peças adicionais. Esta junta requer duas peças de material com complexidade mínima de maquinagem e é montada num único passo. É também mais forte do que os outros designs porque as forças de clivagem são completamente substituídas por uma força de compressão, que é a tensão de junta preferível para a colagem adesiva.


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Junta sobreposta

Normalmente, as juntas sobrepostas colocam o adesivo em cisalhamento – uma resistência adesiva. Ao passo que um cenário perfeito mantém sempre o adesivo em cisalhamento, o que acontece se a sua junta sobreposta se deparar com a clivagem ou o cisalhamento não estiver perfeitamente no plano?

Uma junta sobreposta simples, embora muito comum com a colagem adesiva, nem sempre fornece a resistência necessária. Uma única junta sobreposta é frequentemente tensionada em cisalhamento. No entanto, o cisalhamento é aplicado ligeiramente fora do plano que, à medida que a junta se estende, começa a transformar-se em clivagem. Isto concentra alguma tensão nas extremidades traseiras da junta sobreposta.

Para melhorar a junta, pode ser concebida uma "junta hidráulica do tipo com um bico de escorvamento" num dos substratos que agora coloca a tensão no plano e ajuda a manter o cisalhamento no adesivo. O adesivo está ligeiramente fora do plano da tensão, no entanto, ainda pode concentrar alguma tensão de clivagem à medida que a junta se estende.
Um melhoramento adicional envolve juntas "sobrepostas duplas". Agora, ambos os substratos são maquinados ou moldados com ambos os substratos sobrepondo-se entre si. Isto mantém a tensão e o adesivo no plano quando a junta está a ser cisalhada. Se as forças de clivagem estiverem presentes ao longo do braço de momento da montagem, ainda pode haver alguma concentração da tensão.

  • Animação da clivagem e cisalhamento de juntas sobrepostas

    Junta sobreposta em tensão de cisalhamento e clivagem

    Uma junta sobreposta simples, embora muito comum com a colagem adesiva, nem sempre fornece a resistência necessária. Uma única junta sobreposta é frequentemente tensionada em cisalhamento. No entanto, o cisalhamento é aplicado ligeiramente fora do plano que, à medida que a junta se estende, começa a transformar-se em clivagem. Isto concentra alguma tensão nas extremidades traseiras da junta sobreposta.

  • Animação do cisalhamento de uma junta sobreposta com bico de escorvamento

    A junta sobreposta com bico de escorvamento reduz a tensão de clivagem

    Para melhorar a junta, pode ser concebida uma "junta hidráulica do tipo com um bico de escorvamento" num dos substratos que agora coloca a tensão no plano e ajuda a manter o cisalhamento no adesivo. O adesivo está ligeiramente fora do plano da tensão, no entanto, ainda pode concentrar alguma tensão de clivagem à medida que a junta se estende.

  • Animação do cisalhamento de uma junta de topo sobreposta dupla

    A junta sobreposta dupla reduz ainda mais a tensão de clivagem

    Um melhoramento adicional envolve juntas "sobrepostas duplas". Agora, ambos os substratos são maquinados ou moldados com ambos os substratos sobrepondo-se entre si. Isto mantém a tensão e o adesivo no plano quando a junta está a ser cisalhada. Se as forças de clivagem estiverem presentes ao longo do braço de momento da montagem, ainda pode haver alguma concentração da tensão.
  • Animação do cisalhamento de uma junta sobreposta biselada dupla

    Utilize a junta sobreposta biselada dupla para maior resistência

    A melhor junta sobreposta incorpora um "bisel" na junta sobreposta dupla. Isto proporciona os mesmos benefícios no plano de uma junta sobreposta dupla, mas o "bisel" proporciona agora resistência adicional quando as forças de clivagem estão presentes.

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Considerações adicionais sobre a conceção de juntas sobrepostas

Cada um desses melhoramentos proporciona uma melhor normalização da tensão e resistência na montagem de juntas sobrepostas. No entanto, cada melhoramento também adiciona complexidade, custo e tempo. Outra consideração é o formato do adesivo em relação à geometria. Se a junta for concebida com três dimensões de cobertura adesiva, como com uniões respigadas e juntas sobrepostas duplas, a aplicação é muitas vezes restrita à utilização de um adesivo líquido. Como as fitas podem oferecer vantagens na eficiência de produção e produtividade, é importante considerar todos os aspetos ao conceber uma junta adesiva para otimizar a aplicação específica.


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