Adesivo strutturale per l'industria: tipologie e applicazioni

Il mondo delle colle e degli adesivi è estremamente ampio e variegato. Le applicazioni vanno dalla pura finitura estetica fino alla sostituzione di elementi di fissaggio sottoposti ad alte sollecitazioni meccaniche ed ambientali.
Un adesivo strutturale si pone esattamente questo obiettivo: garantire una connessione tra componenti che sia forte meccanicamente e che garantisca la tenuta per tutto il ciclo di vita di un manufatto.
L’incollaggio strutturale è ottenibile con numerose tecnologie e tipologie di adesivi, andiamo quindi a vedere quali sono i principali illustrando brevemente le loro caratteristiche.

Esistono molti tipi di adesivi strutturali con caratteristiche che si adattano a differenti applicazioni: una macro-categorizzazione può essere ottenuta in base alla rigidezza del giunto si intende ottenere, distinguendo tra adesivi strutturali rigidi e flessibili.

Adesivi strutturali rigidi

In questa categoria rientrano le colle che consentono di ottenere una giunzione tra componenti pressoché indeformabile, ideale per elementi che richiedono stabilità dimensionale. Si rivelano particolarmente utili soprattutto quando gli elementi sono soggetti a carichi notevoli o quando devono trasmettere movimenti senza introdurre giochi che possono causare pericolosi contraccolpi.

Primeggiano per rigidezza gli adesivi strutturali epossidici, molto diffusi per la loro facilità di applicazione e versatilità. Sono disponibili in versioni mono o bicomponente con diversi tempi di polimerizzazione e tutti garantiscono una giunzione ad altissima resistenza su superfici di piccole e medie dimensioni. Il loro utilizzo è consigliato per componenti rigidi come metalli e materiali compositi e possono essere utilizzati anche ad elevate temperature, fino a 220°C.

Gli adesivi acrilici possono fornire performance simili a quelli epossidici per quanto riguarda le prestazioni meccaniche ma sono disponibili anche in composizioni leggermente più elastiche. 

La caratteristica più nota degli adesivi acrilici è l’estrema rapidità di polimerizzazione che li rende ideali per tutte le applicazioni che richiedano un incollaggio veloce. Offrono anch'essi buona resistenza agli ambienti chimicamente ostili e garantiscono una buona adesione su svariati materiali incluse le cosiddette plastiche difficili.

Con gli adesivi poliuretanici si chiude la categoria degli adesivi strutturali rigidi. Questi si collocano in una posizione di rigidezza intermedia dando origine ad una giunzione robusta e duratura. Al contempo consentono una certa flessibilità, permettono espansioni termiche e assorbimento delle vibrazioni. Oltre a queste caratteristiche gli adesivi strutturali mostrano anche un'elevata capacità di riempimento e possono essere verniciati facilmente una volta completata la polimerizzazione.

Adesivi strutturali flessibili

Alcune applicazioni richiedono di sopportare carichi strutturali ma consentendo anche deformazioni elastiche in caso di necessità. Gli adesivi strutturali flessibili rispondono esattamente a queste esigenze.

Gli adesivi silano modificati hanno ottima capacità di assorbimento delle vibrazioni e sono disponibili sia in formato mono che bicomponente. Oltre a garantire ottime performance meccaniche possono essere facilmente verniciati dopo la loro polimerizzazione e possono aderire alla maggior parte dei substrati senza necessità di un primer.

I siliconi sono gli adesivi strutturali che raggiungono la maggior elasticità, potendo subire notevoli deformazioni senza alterare la loro tenuta. Presentano un’ottima stabilità chimica e possono quindi lavorare in ambienti aggressivi e anche ad alte temperature, sopportando picchi fino a 350°C. La loro versatilità e la facilità di applicazione li rendono molto diffusi anche nelle applicazioni domestiche.

Ultimata questa breve presentazione delle tipologie di adesivi disponibili sul mercato andiamo a vedere alcuni esempi di applicazione.

Applicazioni degli adesivi strutturali

Gli adesivi strutturali nascono per sostituire o integrare i metodi tradizionali di fissaggio in tutte le situazioni in cui siano richieste performance elevate e rapidità di esecuzione.

L’incollaggio strutturale dei metalli è un’applicazione tipica per cui gli adesivi garantiscono performance paragonabili a costi inferiori e permettono il riposizionamento delle parti unite anche in un secondo momento. L’incollaggio strutturale dell’alluminio con una colla acrilica, ad esempio, è più semplice e veloce rispetto alla sua saldatura e permette di ottenere risultati professionali e duraturi.

Sempre nell’ambito dell’incollaggio di profili di alluminio o di barre zincate, gli adesivi acrilici sostituiscono perfettamente anche tradizionali rivettature o bullonature. Questo approccio migliora l’estetica e fornisce una superficie liscia e più facile da pulire, ideale per applicazioni food safe.

L’assemblaggio di componenti di materiali diversi è sempre considerato critico per i metodi tradizionali perché può dare origine a concentrazione di sforzi, corrosioni galvaniche e deformazioni dovute ad espansione termica. L’utilizzo di adesivi strutturali epossidici in questi casi crea giunti estremamente forti e affidabili che possono distribuire meglio i carichi rispetto a metodi tradizionali.

Infine l’incollaggio strutturale dei metalli è particolarmente vantaggioso per le operazioni di manutenzione. Nelle realtà industriali può essere necessario effettuare riparazioni di componenti metallici in tempi brevi per non fermare la produzione. L’incollaggio strutturale può fornire le stesse prestazioni della saldatura in tempi più brevi e con costi di intervento minori.

Consigli e indicazioni per l’applicazione

Gli adesivi strutturali, di qualunque tipologia essi siano, sono pensati per essere soggetti a carichi significativi e possono dover rimanere in servizio anche per lunghi periodi.

Il punto critico per qualunque colla è l’adesione alle superfici: maggiore sarà il grado di adesione ottenuto e più alte saranno performance e durata dell’incollaggio. È importante seguire alcune indicazioni per ottenere il meglio dal prodotto utilizzato:

• Controllare che il prodotto selezionato abbia buona affinità con la superficie da trattare consultando le indicazioni del produttore.
• Pulire sempre accuratamente la superficie di applicazione.
• Aumentare la rugosità della superficie, ove possibile, per aumentare i punti di incastro meccanico.
• Trattare la superficie con appositi primer chimici o metodi fisici come la plasmatura se consigliato.
• Rispettare sempre i tempi di polimerizzazione indicati prima di applicare un carico.

Seguendo questi semplici accorgimenti sarà possibile ottenere sempre ottimi risultati anche grazie all’ampia gamma di sistemi di dosaggio presenti sul mercato. Questi includono:

• Sistemi tradizionali quali tubetti e bombolette precompresse
• Applicatori manuali a stantuffo
• Sistemi pneumatici
• Cartucce adatte agli applicatori automatizzati

Adesivi strutturali: vantaggi e svantaggi

Veniamo ora ad un confronto diretto tra gli adesivi strutturali ed i metodi tradizionali.

Vantaggi:

• Distribuzione uniforme degli sforzi: rispetto a saldature e bullonature i carichi sono più omogenei e non esistono punti di concentrazione degli sforzi.
• Riduzione del peso: rispetto a bulloni e rivetti gli adesivi permettono di ottenere la stessa tenuta con pesi decisamente inferiori.
• Riduzione del rischio di corrosione: quando si uniscono metalli diversi si corre il rischio di corrosione galvanica. L’incollaggio strutturale dell’alluminio al ferro o altri metalli è possibile senza pericoli di questo tipo grazie all’isolamento elettrico garantito dallo strato polimerico.
• Reversibilità della giunzione: gli incollaggi strutturali di metalli possono essere disassemblati se esposti ad alte temperature tramite la degradazione dell’adesivo.
• Velocità e costo di applicazione: l’utilizzo di un adesivo è più economico e veloce rispetto a saldature e/o rivettature e bullonature.
• Sicurezza: l’ambiente di lavoro risulta più sicuro riducendo l’utilizzo di utensili elettrici e degli elementi ad alta temperatura necessari per saldature e brasature.

Svantaggi:

• Minore resistenza alle alte temperature: pochissimi adesivi strutturali possono sopportare per lunghi periodi temperature superiori ai 300°C.
• Necessità di training: quando si passa ad una nuova tecnologia sarà necessario addestrare il personale all’utilizzo di nuove attrezzature e prodotti.

Nella maggior parte dei casi l’utilizzo di un adesivo strutturale apporta molti più vantaggi che svantaggi. 

Inoltre lo scoglio del training iniziale può essere facilmente superato grazie all’aiuto degli esperti Henkel che sapranno guidarti nelle scelte e consigliarti per la tua applicazione. Contattaci per richiedere una consulenza gratuita con i nostri esperti e per approfondire tutte le possibilità offerte dalla gamma di adesivi strutturali Henkel.