Adhesive Bonding (Ikatan Adhesive)

Adhesive Bonding adalah proses menyatukan dua permukaan, biasanya dengan menciptakan ikatan yang halus. Proses ini melibatkan penggunaan lem, epoksi, atau salah satu dari berbagai bahan plastik yang mengikat baik melalui penguapan pelarut atau melalui pengawetan melalui panas, waktu, atau tekanan. Adhesive bonding mirip dengan menyolder dan mematri logam di mana ikatan metalurgi tidak terjadi meskipun permukaan yang disambung dapat dipanaskan tetapi tidak meleleh.

Adhesive cenderung membuat sambungan yang relatif lemah tetapi dengan penggunaan perekat baru yang dapat menyembuhkan sendiri ikatan ini sekarang mendekati kekuatan bahan itu sendiri. Akibatnya, adhesive sekarang menjadi metode penyambungan yang disukai untuk banyak aplikasi, terutama bila ikatan tidak terkena panas atau pelapukan yang berkepanjangan.

Gambar di atas mengilustrasikan banyak tempat di mana perekat digunakan pada mobil modern. Memang banyak fabrikasi modern kendaraan, perangkat, dan struktur tergantung pada perekat.

Pada sambungan yang dirancang dengan baik dan dengan prosedur pemrosesan yang tepat, penggunaan perekat adhesive dapat menghasilkan penurunan berat yang signifikan. Menghilangkan pengencang mekanis menghilangkan berat pengencang, dan juga penggunaan bahan pengukur yang lebih tipis karena konsentrasi tegangan yang terkait dengan lubang dihilangkan. Kemampuan dari perekat polimer untuk menghilangkan energi secara signifikan dapat mengurangi kebisingan, getaran, dan kekerasan. Hal tersebut penting dalam kinerja mobil modern. Perekat adhesive dapat digunakan untuk merakit bahan atau komponen peka panas yang mungkin rusak oleh lubang pengeboran untuk pengencang mekanis. Mereka dapat digunakan untuk menggabungkan bahan yang berbeda atau gagang pengukur tipis yang tidak dapat digabungkan dengan cara lain.

Jenis-jenis Adhesive Bonding

Ada banyak jenis adhesive bonding untuk berbagai aplikasi. Mereka dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara tergantung pada zat kimianya (misalnya, epoksi, poliuretan, polimida), bentuknya (mis., pasta, cairan, film, pelet, pita), jenisnya (mis., lelehan panas, reaktif lelehan panas, termoseting, sensitif tekanan, kontak), atau kemampuan pembawa muatannya (struktural, semistruktural, atau nonstruktural).

Adhesive struktural adalah perekat yang relatif kuat yang biasanya digunakan dengan baik di bawah suhu transisi gelas mereka; contoh umumnya epoksi dan akrilik tertentu. Perekat tersebut dapat membawa tekanan yang signifikan, dan mereka cocok untuk aplikasi struktur. Untuk banyak aplikasi rekayasa, aplikasi semistruktural (di mana kegagalan akan kurang kritis) dan aplikasi nonstruktural (dari headliners, dll, untuk estetika) juga sangat menarik bagi insinyur desain, serta perakitan produk jadi yang hemat biaya. Hal ini termasuk adhesive kontak, di mana larutan atau emulsi yang mengandung perekat elastomer dilapisi ke kedua perekat, pelarut dibiarkan menguap, kemudian kedua perekat tersebut dibawa ke dalam kontak. Contohnya adalah semen karet dan perekat yang digunakan untuk mengikat laminasi untuk countertops.

Pressure-sensitive adhesives adalah elastomer modulus sangat rendah yang berubah bentuk dengan mudah di bawah tekanan kecil, memungkinkan mereka untuk membasahi permukaan. Ketika substrat dan perekat dibawa ke dalam kontak yang dekat, gaya van der Waals cukup untuk mempertahankannya kontak dan memiliki ikatan yang relatif tahan lama. Pressure-sensitive adhesive biasanya dibeli dalam bentuk kaset atau label untuk aplikasi nonstruktural, meskipun ada juga dua sisi pita busa yang dapat digunakan dalam aplikasi semistruktural.

Adhesive anaerobik digunakan dalam ruang sempit yang kekurangan oksigen. Bahan seperti itu telah banyak digunakan dalam aplikasi teknik mesin untuk mengunci baut atau bantalan pada tempatnya. Curing perekat lain dapat disebabkan oleh paparan sinar ultraviolet atau berkas elektron, atau dapat dikatalisis oleh bahan-bahan tertentu yang dapat digunakan di berbagai jenis permukaan seperti air.

Tabel di bawah menyajikan sifat kekuatan penting dari perekat adhesive yang umum digunakan.

Macam-macam Konfigurasi Sambungan Perekat Adhesive

Praktik desain yang baik biasanya mengharuskan sambungan adhesive dibuat sedemikian rupa sehingga adhesive membawa beban dalam gaya geser lebih daripada tegangan. Ikatan biasanya jauh lebih kuat ketika dibebani gaya geser daripada tegangan melintasi pelat ikatan. Sambungan lap-shear merupakan klasifikasi penting dari sambungan, baik untuk spesimen uji untuk mengevaluasi sifat perekat dan untuk penggabungan aktual ke dalam desain praktis. Jenis umum sambungan (lap) pangkuan yang umum muncul diilustrasikan pada gambar di bawah.

Kelebihan dan Kekurangan Adhesive Bonding

Salah satu keuntungan utama dari ikatan adhesive adalah memungkinkan distribusi beban tegangan yang merata, sehingga mengurangi tegangan pada sambungan. Karena diterapkan di dalam sambungan, perekat juga tidak terlihat di dalam rakitan.

Sifat-sifat lem dapat membentuk perekat dan sealant pada saat yang sama, juga menahan getaran dan tegangan lentur. Kemampuan untuk bertindak sebagai segel memungkinkan perekat adhesive membantu melindungi sambungan dari korosi.

Sementara ikatan perekat dapat diterapkan pada logam-ke-logam, plastik, kaca, karet, keramik dan banyak kombinasi bahan lainnya, prosesnya dapat digunakan untuk menggabungkan permukaan yang berbentuk tidak beraturan serta hampir tidak ada perubahan dalam dimensi atau geometri bagian-bagiannya.

Perekat juga menambahkan sangat sedikit berat pada bahan yang digabungkan dan dapat digunakan untuk mengikat substrat yang berbeda dengan cepat dan bahan yang peka terhadap panas. Salah satu keuntungan terbesar dari ikatan adhesive adalah keserbagunaannya, memungkinkan untuk menggabungkan berbagai bahan serta mudah untuk diotomatisasi.

Namun demikian, ada sejumlah keterbatasan dalam menggunakan perekat adhesive. Pertama, mereka rentan terhadap kegagalan saat terkena panas tinggi atau pelapukan. Perekat adhesive juga membutuhkan waktu untuk diperbaiki sepenuhnya dan memperoleh kekuatan penuh. Mereka juga sering membutuhkan perawatan persiapan permukaan termasuk membersihkan permukaan bahan yang akan disambung. Perekat adhesive juga dapat menyebabkan masalah yang berkaitan dengan pembongkaran jika dibandingkan dengan teknik penyambungan yang non-permanen lainnya.

PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!

>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI

>> YOUTUBE PT TENSOR

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !

Kontributor : Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Budynas, Richard G dan J. Keith Nisbett. 2011. Shigley’s Mechanical Engineering Design: Ninth Edition. Amerika Serikat: The McGraw-Hill Companies, Inc.

https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/adhesive-bonding (diakses pada tanggal 24 Desember 2021)

https://www.clinecollisioncenter.com/adhesive-bonding-game-changer/ (diakses pada tanggal 24 Desember 2021)