소재 및 부품 접합

엔지니어분들은 설계 및 생산 공정을 개선하기 위해 끊임 없이 고민하고 있습니다. 3M 산업용 테이프 및 접착제를 사용하면 제품 설계에 더 많은 종류의 재료를 사용할 수 있게 되고, 외관 개선 및 제품의 무게를 감소시켜 최종 성능을 개선 할 수 있습니다. 이러한 솔루션을 사용하면 보다 창의적이고 효과적인 방식으로 제조할 수 있습니다. 3M 산업용 테이프 및 접착제는 다양한 용도 및 재질에 사용할 수 있으며, 고객님의 부착 공정에 알맞은 제품을 찾는데 도움을 드릴 수 있습니다.


Glove covered human hands handle two metal parts coated with liquid adhesive that will be joined via adhesive bonding.
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산업용 부착을 위한 테이프 및 접착제

제품을 설계하고 제조하는 방식은 여러 가지가 있지만 3M 접착제와 테이프는 용접 및 기계적 결합과 비교하여 차별화된 장점을 제공합니다.

  • Riveted sheet metal vs. metal to metal adhesive bonding

    기계적 결합과 산업용 테이프 및 접착제 접합의 비교

    용접은 고하중 부착에 적용되는 산업 표준이지만 전문 기술이 필요하며 재질이 다르면(예: 알루미늄과 강철) 효과가 없을 수 있습니다. 볼트는 정교한 토크 제어가 가능하고 제거 또는 교체할 수 있지만 마찬가지로 재질에 구멍을 뚫어야 합니다. 나사는 일반적으로 사용되지만 높은 부하를 견디지 못할 수 있으며 부식될 수 있습니다. 리베트는 또 다른 보편적인 옵션이지만 부착을 완성하려면 양쪽에서 연결해야 하며 유사한 재질에서 최적의 효과를 나타냅니다. 납땜은 전기 전도성을 위해 사용되지만 일반적으로 접합력 자체는 충분하지 않습니다.

    그에 반해 산업용 테이프 및 접착제는 기존 방식의 대안으로 다양한 장점을 지니고 있습니다. 예를 들어, 액상형 접착제는 흐르는 형태이기 때문에 접합 부위의 형태에 맞게 틈을 메울 수 있습니다. 액상형 접착제는 일반적으로 접합 성능이 강력합니다. 테이프는 접합 두께와 크기가 일정합니다. 테이프를 이용하면 높은 강도의 빠른 접합과 간편한 부착이 가능합니다. 두 가지 모두 다양한 형태가 있어 설계 및 생산의 융통성을 제공합니다. 테이프와 접착제는 다양한 형태로 활용할 수 있으며 여러 가지 재질과 설계 요구에 부합하는 여러 가지 강도가 있습니다.

    산업용 접착제는 다른 접합 방법에 비해 다음과 같은 주요 장점을 지니고 있습니다.

    • 드릴 작업과 구멍이 필요하지 않아 인건비 및 응력 집중을 줄임
    • 더 얇고 가벼운 재료를 사용하여 제품의 무게 및 에너지 사용량 절감
    • 접합면에 응력을 고르게 분배하여 성능 최적화
    • 서로 다른 재료끼리의 접합으로 새로운 설계가 가능하며 부식 예방
    • 접합 및 씰링이 동시에 이루어져 공정 단계 축소
    • 최종 제품의 진동 경감으로 고객 만족도 증진

산업용 테이프 및 접착제 사용 시 고려사항

접합을 위해서는 각 재질이 직접 맞닿아야 합니다. 따라서 재질에 가해지는 힘의 강도와 표면 청결도에 대한 이해를 바탕으로 접착제를 선택해야 합니다. 또한 접착제는 용도에 맞는 충분한 응집력을 가져야 합니다. 설계 과정에서 소재를 선택한 후에는 3M과 함께 해당 용도에 맞는 최적의 접착제를 선택할 수 있습니다.

  • An animation illustrating the surface energy wet out process. A droplet of water makes contact with a surface and spreads out over the surface.

    표면 에너지, 웻 아웃(Wet Out) 및 접착

    표면 에너지는 물질 표면의 물리적 성질이며 접착제가 직접 접촉되는지 여부를 결정합니다. 표면 에너지가 높은 물질에서는 액체가 퍼져 나가거나 표면을 적시지만 표면 에너지가 낮은 물질에서는 액체가 흐르지 않고 방울로 맺힙니다. 접합이 가능하려면 접착제가 표면에 발려야 합니다.

    적합한 접착제를 선택하려면 모든 표면의 표면 에너지 및 접착제가 각 표면에 얼마나 잘 발리는지 이해하는 것이 중요합니다. 표면 청결도 역시 접착제가 표면에 얼마나 잘 발리는지 결정하는 요소 중 하나입니다. 일부 접착제는 높은 수준의 표면 청결도를 필요로 하지만 그렇지 않은 접착제도 있습니다.

  • An animation illustrating a bonded surface being pulled apart. The adhesive fails as two bonded substrates are seperated.

    응집력

    응집력은 접착제의 내부 강도, 즉 응력 하에서 접착제가 서로를 붙잡는 힘의 강도입니다. 응집력이 클수록 접착제의 강도가 높습니다. 접착이 완료된 접합부에서 작용하는 응력의 종류를 고려하는 것이 중요합니다. 일반적인 응력에는 전단, 박리 및 인장 강도 그리고 정적 유지력이 포함됩니다.

    응집력은 접착제의 화학적 조성에 의해 결정됩니다. 접착제의 강도는 감압성 접착제부터 구조용 에폭시 접착제 및 아크릴 접착제까지 다양합니다. 활용 분야에서 가해지는 응력의 규모와 빈도를 알면 수행 중인 작업에 가장 알맞은 응집력을 가진 접착제를 선택하는데 도움이 됩니다.


표면 타입

  • 금속

    특히 강철이나 알루미늄과 같은 금속은 단단하고 내구성이 있으며 기계 작업이 쉽고 가성비가 높으며 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 금속은 표면 에너지가 높으며, 적절하게 준비하면 접합이 쉬운 편입니다. 틈메움 및 표면 사이 분리 등 접착제 접합의 많은 장점이 특히 금속 접합에서 두드러집니다.

  • 일반적인 재질

    여기에는 유리, 세라믹 및 콘크리트를 비롯하여 목재, 직물, 가죽, 석재 등의 천연물질이 포함됩니다. 이 재료들은 표면 에너지가 중간 정도이며 접합이 쉬운 편이지만 재료에 따라 표면 준비 및 청결도를 고려해야 합니다. 3M은 이 재료들 각각의 접합을 위해 특수하게 고안된 접착제를 보유하고 있습니다.

  • 강화 플라스틱

    강화 플라스틱 은 대체로 견고하고 단단하여 고온에서 잘 견디며 단가가 높은 경우가 많습니다. 폴리카보네이트(PC), ABS, 우레탄 폼, 여러 종류의 복합소재 및 대부분의 페인트류가 이에 해당합니다. 강화 플라스틱 은 상당한 공정을 거칠 수 있으며 접합이 그리 어려운 편은 아니지만 특수 처리 등의 특정 요소가 문제가 될 수 있습니다.

  • Industrial plastic adhesive for soft, weak plastics like polyethelene

    난접착 플라스틱 (Low Surface Energy)

    표면 에너지가 낮은 플라스틱(LSE)은 습윤에 대하여 내재적 저항을 가지고 있어 접착제 선택 과정이 더욱 중요합니다. 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌 및 여러 종류의 본체 도장된 표면이 이에 해당합니다. 3M은 이 재료들의 접합에 특화된 고도의 플라스틱 접착제를 보유하고 있습니다.


어플리케이션 유형

성능이 가장 우수한 접착제를 결정하려면 어플리케이션 유형을 고려하는 것이 가장 유용합니다. 아래 제시된 6가지 어플리케이션 유형은 최적의 접착제나 테이프를 결정하는 각기 다른 설계 특성을 가지고 있습니다.


제조 및 설계 고려사항

최적의 접착제 또는 테이프 솔루션을 찾는 가장 간단한 방법 중 하나는 제품이 제조 및 사용되는 방식을 고려하는 것입니다. 예를 들어, 생산 공정의 자동화 여부, 부착 공간의 넓이, 온도 범위 그리고 제품이 반드시 충족해야 하는 산업 기준 (스펙) 이 있는

  • Technician in an assembly line plant creates an adhesive bond

    접합 공정

    고려 대상이 되는 제조 공정에 관한 몇 가지 중요한 질문이 있습니다.

    1. 현재 가동 중인 제조 공정에 대해서 설명 해 주시기 바랍니다.
    2. 현재 공정에 맞추어서 제품 선정이 되어야 하는지, 아니면 공정 변경 및 장비 투자가 가능한지 말씀해 주시기 바랍니다.
    3. 제조 공정의 각 단계마다 부착품이 얼마나 빨리 이동하는 지 알려주시기 바랍니다.
    4. 접합 위치 변동 등의 설계 변경이 가능한지 알려 주시기 바랍니다.
    5. 고려해야 되는 환경, 보건, 안전 및 법규 관련 요건에 대해서 알려 주시기 바랍니다. 이 모든 요소가 접착제 선택에 영향을 미칠 수 있습니다.

  • RV manufacturing plant showing RVs made with industrial adhesives

    최종 용도

    최종 제품의 성능은 우리 모두가 고려해야 되는 부분입니다. 1. 최종 완제품이 사용되는 방식 및 환경에 대해서 고려해야 됩니다. 2. 관련 해당 제품이 완제품 인지, 아니면 다른 제조사로 이동할 반제품인지 확인해야 합니다. 3. 온도, 자외선, 진동, 충격, 습도 또는 우천의 영향을 받는 거친 환경에 제품이 노출되는 지 역시 검토해야 합니다. 4. 군수용품, FDA, UL, ASTM, 건설, 조선 또는 기타 구체적인 기준 요건이 있는지 확인해야 합니다. 최종 선택에 있어 이 모든 것들을 고려해야 합니다.


산업용 테이프 및 접착제 접합 솔루션의 이해을 위한 핵심 리소스

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