Vantaggi dell’incollaggio moderno
Saldare è argento, incollare è oro
La saldatura dei metalli è da sempre considerata la disciplina regina tra le tecniche di giunzione. In questo processo, due materiali vengono uniti mediante riscaldamento locale e fusione. Il procedimento è consolidato in numerosi settori e si è dimostrato efficace ovunque siano richieste giunzioni resistenti e durevoli. Nelle condizioni adatte, la saldatura rimane quindi ancora oggi la prima scelta.
Ma queste condizioni non sono sempre presenti.
Soprattutto nel caso di materiali sensibili al calore o di componenti di meccanica di precisione, i processi termici come le tecniche di saldatura convenzionali oppure la brasatura forte e dolce mediante riscaldamento a induzione non rappresentano sempre la soluzione migliore.
Un’alternativa a lungo sottovalutata sta attirando sempre maggiore attenzione: con le corrette tecniche di dosaggio e miscelazione, i moderni adesivi consentono di realizzare giunzioni altrettanto stabili e resistenti. Questo vale anche per materiali esigenti come il metallo.
In questo articolo del magazine vi mostriamo quali aspetti occorre considerare quando si decide di incollare i metalli invece di saldarli come avviene tradizionalmente.
La domanda fondamentale: si può davvero incollare il metallo?
Quando si pensa a giunzioni metalliche permanenti, la maggior parte delle persone immagina innanzitutto saldature, rivetti o viti. È infatti diffusa l’idea che le giunzioni incollate siano meno resistenti e che questa tecnica sia quindi adatta solo a pochi casi applicativi.
Ma si tratta di un falso mito. Soprattutto in combinazione con i dispositivi di dosaggio adeguati e con soluzioni di engineering innovative, i moderni adesivi sono perfettamente in grado di unire in modo sicuro e durevole anche i metalli con altri materiali, persino in condizioni impegnative.
Oggi esistono infatti sistemi adesivi capaci di resistere a elevate sollecitazioni meccaniche, compensare le variazioni di temperatura e aderire in modo affidabile a superfici molto diverse tra loro. È quindi possibile incollare senza problemi il metallo, ad esempio, su vetro, legno, granito o calcestruzzo. Il principio è semplice: incollare il metallo invece di saldarlo.
Il vantaggio: con l’incollaggio non viene introdotto calore nel componente. Questo non solo protegge i materiali sensibili, ma evita anche tensioni interne o deformazioni dei pezzi. Per incollare metallo su metallo o per unire il metallo ad altri materiali da costruzione è tuttavia indispensabile che adesivo, materiali di consumo e tecnica di lavorazione siano perfettamente coordinati tra loro.
È inoltre importante preparare correttamente la superficie e dosare con precisione gli adesivi utilizzati. A questo scopo dovrebbero essere impiegati esclusivamente sistemi di dosaggio affidabili e di alta qualità, come dispositivi di dosaggio, aghi di dosaggio, dispenser per adesivi, ecc.
Incollare il metallo sul legno
Chi desidera unire metallo e legno deve tenere presente che la combinazione di questi due materiali impone requisiti particolarmente elevati sia all’adesivo sia al metodo di lavorazione. Mentre il metallo rimane generalmente stabile dal punto di vista dimensionale, il legno tende a «lavorare» in presenza di variazioni di temperatura o di umidità: si dilata, si contrae oppure modifica la propria superficie.
Per ottenere una giunzione durevole, è quindi necessario utilizzare adesivi sufficientemente flessibili e in grado di garantire il corretto spessore del giunto adesivo, cosi da adattarsi a questi movimenti senza perdere la necessaria resistenza.
Nella pratica vengono spesso utilizzati sistemi reattivi a base di poliuretano o resina epossidica. Questi aderiscono sia alle superfici metalliche sia ai supporti porosi e assorbenti.
È importante che il legno sia asciutto, privo di polvere e meccanicamente stabile. Nel caso di superfici verniciate o rivestite, una leggera carteggiatura può migliorare sensibilmente l’adesione. Nelle applicazioni tecnicamente più esigenti, un’attivazione al plasma può inoltre contribuire a preparare le superfici e a migliorarne la bagnabilità.
Incollare il metallo sul vetro
Anche questa combinazione di materiali richiede particolare attenzione, poiché il vetro presenta una superficie liscia e non assorbente ed è al tempo stesso sensibile alle sollecitazioni meccaniche.
In questo caso una giunzione termica non è generalmente possibile, motivo per cui l’incollaggio è diventato uno standard in numerosi settori, ad esempio nella tecnologia dell’illuminazione, nell’architettura o nella produzione di display.
Per giunzioni durevoli sono particolarmente adatti adesivi trasparenti con elevata adesione iniziale, ad esempio a base di silicone, acrilato o sistemi a polimerizzazione UV.
È fondamentale una preparazione accurata della superficie del vetro: deve essere priva di grasso, asciutta e il piu possibile libera da particelle. Per applicazioni sensibili, può essere consigliabile utilizzare anche un promotore di adesione, come un primer, al fine di migliorare la resistenza a lungo termine.
Anche il dosaggio dell’adesivo deve essere preciso, in modo da evitare inclusioni d’aria o bordi visibili. Per consentire un’applicazione dell’adesivo priva di bolle, H. Sigrist & Partner AG mette a disposizione dei propri clienti numerosi metodi e processi.
Incollare il metallo su granito o calcestruzzo
Quando componenti metallici devono essere fissati su supporti minerali come granito, calcestruzzo o pietra naturale, i metodi di giunzione meccanici tradizionali raggiungono rapidamente i loro limiti. Le forature possono indebolire il materiale, mentre la saldatura non è tecnicamente possibile. L’incollaggio rappresenta quindi un’alternativa affidabile.
Granito e calcestruzzo sono generalmente porosi e possono assorbire umidità. Le superfici devono quindi essere asciutte, pulite e sufficientemente solide prima dell’incollaggio.
Anche l’impiego di un primer puo essere utile per migliorare l’adesione su superfici irregolari o fortemente assorbenti.
Vengono generalmente utilizzati adesivi pastosi e tissotropici con elevata adesione iniziale, ad esempio resine epossidiche bicomponenti o sistemi MS Polymer monocomponenti, in funzione delle sollecitazioni e del luogo di installazione.
Soprattutto nelle applicazioni esterne è inoltre importante considerare la resistenza agli agenti atmosferici e alle variazioni di temperatura.
Incollare il metallo sul metallo
Soprattutto nelle applicazioni esterne, le giunzioni adesive su metallo devono resistere a condizioni particolarmente impegnative: forti variazioni di temperatura, umidità, radiazioni UV e sollecitazioni meccaniche.
Per unire due componenti metallici in modo sicuro e durevole è quindi necessario un adesivo che offra non solo un’elevata resistenza meccanica, ma anche un’eccellente resistenza agli agenti atmosferici.
Per questo tipo di applicazione si sono dimostrati particolarmente adatti gli adesivi bicomponenti a base epossidica o poliuretanica, che mantengono la propria forza adesiva anche in condizioni estreme.
Prima dell’incollaggio, le superfici metalliche devono essere accuratamente sgrassate e, se necessario, leggermente irruvidite, ad esempio mediante carteggiatura o sabbiatura, per creare una superficie di adesione ottimale.
Per le applicazioni piu esigenti è inoltre consigliabile utilizzare un primer adeguato o ricorrere a un’attivazione al plasma.
Anche in questo caso è fondamentale un dosaggio preciso dell’adesivo, idealmente mediante un sistema di dosaggio adeguato, in modo da garantire una giunzione durevole, indipendentemente da pioggia, gelo o caldo estivo.
Passo dopo passo: incollare il metallo invece di saldarlo
Affinché gli adesivi possano esprimere appieno le loro prestazioni, il materiale e le tecniche di incollaggio, dosaggio e miscelazione devono essere perfettamente coordinati tra loro. Anche se oggi in molti casi è possibile incollare i metalli in modo affidabile, il successo dipende da una procedura corretta. Questo riguarda sia la preparazione delle superfici da incollare sia il successivo indurimento dell’adesivo.
Passo 1: scegliere l’adesivo adatto
La scelta dell’adesivo più adatto dipende principalmente dai materiali, dalle condizioni ambientali e dalle sollecitazioni ambientali a cui la giunzione sarà successivamente esposta.
Per le classiche giunzioni metallo-metallo vengono spesso utilizzate resine epossidiche bicomponenti. In presenza di sollecitazioni flessibili o variabili possono essere adatti anche sistemi poliuretanici o MS Polymer.
È importante che adesivo e applicazione siano perfettamente compatibili, non solo dal punto di vista tecnico, ma anche per quanto riguarda il tempo di lavorazione, l’indurimento e le successive fasi di lavorazione. La progettazione del processo per una futura produzione in serie deve essere considerata fin dall’inizio ed è determinante per il successo a lungo termine.
Passo 2: preparare la superficie
Per garantire una giunzione durevole, le superfici da incollare devono essere pulite e meccanicamente stabili. Residui di olio, polvere o corrosione compromettono l’adesione.
Nel caso di materiali lisci o rivestiti, come metallo o vetro, è consigliabile un pretrattamento della superficie per ottimizzare l’energia superficiale ai fini del processo di incollaggio.
Inoltre, tutte le superfici da incollare devono essere accuratamente sgrassate prima dell’applicazione dell’adesivo, a seconda del materiale con alcol, acetone o un detergente adeguato.
Nel caso di supporti porosi come calcestruzzo o legno, occorre inoltre assicurarsi che siano sufficientemente solidi e asciutti.
Passo 3: applicare l’adesivo
L’adesivo deve essere applicato in modo uniforme, ben miscelato o omogeneizzato e nella quantità corretta, manualmente oppure mediante un sistema di dosaggio adeguato.
In particolare, nel caso di geometrie complesse o giunti stretti, è consigliabile utilizzare un dispenser volumetrico per adesivi in combinazione con gli aghi di dosaggio adatti.
In questo modo è possibile garantire che la quantità di adesivo corrisponda esattamente alla geometria del componente e che la giunzione non sia né sottodosata né sovradosata.
Passo 4: indurimento e lavorazione successiva
Dopo la giunzione, l’adesivo deve poter indurire senza essere disturbato. Il tempo necessario dipende dal tipo di adesivo, dalle condizioni climatiche e dallo spessore dello strato.
Alcuni sistemi induriscono a temperatura ambiente, mentre altri richiedono calore o umidità.
Solo dopo il completo indurimento la giunzione può essere sottoposta a sollecitazioni meccaniche o a ulteriori lavorazioni.
Eventuali residui di adesivo fuoriusciti possono essere rimossi meccanicamente oppure, a seconda del sistema, eliminati con detergenti adeguati.
Una giunzione solida – tecnologia di incollaggio innovativa al posto dei «colpi di calore» della saldatura
Affinché l’incollaggio dei metalli funzioni in modo affidabile nella pratica, materiale, adesivo e tecnica di dosaggio devono essere perfettamente coordinati tra loro.
In qualità di specialisti nelle tecniche di giunzione, nella robotica e nella produzione conto terzi, consideriamo questi processi nel loro insieme fin dall’inizio. Che si tratti della scelta dei componenti adatti, di prove nel nostro centro tecnico o della successiva integrazione in sistemi esistenti, H. Sigrist & Partner AG vi accompagna fin dall’inizio con esperienza, competenza tecnica e una chiara attenzione alle soluzioni pratiche.
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Insieme realizziamo giunzioni metalliche che creano legami solidi e che mantengono davvero ciò che promettono, anche in presenza di forti sollecitazioni.
Incollare il metallo invece di saldarlo
È davvero possibile incollare il metallo in modo permanente invece di saldarlo?
Sì. Con l’adesivo corretto e una lavorazione precisa è possibile realizzare giunzioni metalliche stabili e resistenti anche senza ricorrere a processi termici. Il presupposto è che materiale, tecnica di dosaggio e processo di incollaggio siano perfettamente coordinati tra loro.
Quali materiali possono essere incollati al metallo?
Oltre alle giunzioni metallo-metallo, sono possibili anche combinazioni con vetro, legno, calcestruzzo o pietra. Sono determinanti una preparazione adeguata delle superfici e la scelta di un adesivo compatibile con i rispettivi materiali.
Quando è più conveniente incollare il metallo invece di saldarlo?
L’incollaggio può essere la soluzione migliore soprattutto nel caso di materiali sensibili, geometrie complesse o componenti con una ridotta resistenza al calore. Evita tensioni termiche ed è particolarmente adatto a processi riproducibili e alla produzione in serie.