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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2005.tde-01062006-162927
Document
Author
Full name
Alessandra Fernandes Santos
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2005
Supervisor
Committee
Schon, Claudio Geraldo (President)
Pintaúde, Giuseppe
Souza, Roberto Martins de
Title in Portuguese
Avaliação do comportamento mecânico de um adesivo estrutural epóxi utilizado na indústria automobilística.
Keywords in Portuguese
adesivo
dureza
indentação instrumentada
polímeros termofixos
Abstract in Portuguese
Na indústria automobilística há uma grande preocupação em relação ao custo e ao peso das peças utilizadas em projetos e os adesivos vem sendo utilizados para substituir a solda ponto com esta finalidade. Neste contexto o adesivo epóxi estrutural Betamate 1496 vem sendo empregado pela Volkswagen do Brasil S.A para substituição de solda a ponto na fabricação da porta dianteira do veículo Pólo Hatch. O adesivo Betamate 1496 é utilizado na fabricação da carroçaria do veículo Pólo Hatch da Volkswagen do Brasil SA com essa finalidade. O objetivo do presente trabalho é propor e testar uma metodologia para avaliar o estado de cura do adesivo epóxi Betamate 1496 por meio da determinação do seu módulo de elasticidade e de sua dureza, quando este é empregado na fabricação das portas dianteiras do veículo Pólo Hatch. Estas propriedades foram determinadas pela medição das propriedades mecânicas do adesivo em amostras retiradas em seis posições da porta em duas fases de processamento: estado pré-curado, durante a montagem da porta e estado curado, após a cura final na estufa de pintura. O estudo foi realizado através do ensaio de indentação instrumentada, utilizando os procedimentos experimentais propostos por Franco Jr. e colaboradores e Pintaúde e colaboradores na avaliação das propriedades do polímero. O estado de cura do polímero foi avaliado de modo qualitativo também pela técnica de calorimetria diferencial exploratória (Differential Scanning Calormetry). Os resultados obtidos pela metodologia proposta por Franco Jr. e colaboradores apresentaram grande dispersão de valores, provavelmente pelo fato do método propagar erros de arredondamento na aplicação do algoritmo. Conforme observado nos resultados experimentais obtidos pela metodologia proposta por Pintaúde e colaboradores, no estado pré-curado todas as amostras apresentam valores de módulo de elasticidade muito próximos, em torno de 1,0 + 0,1. GPa, independentemente da posição na porta ou do tempo de descarregamento, já no estado curado observa-se uma diferença significativa dos valores de módulo de elasticidade, E, e dureza H dependendo da posição original da amostra na porta, com as amostras retiradas das posições inferiores apresentando E=0,8 + 0,1 GPa, enquanto que as demais apresentam E=1,0+0,1 GPa, os valores de dureza, H, para todas as amostras curadas foi H=0,03 GPa. A analise qualitativa do ensaio térmico pelas as curvas obtidas no ensaio térmico de DSC mostra que as curvas da amostra no estado pré-curado e curado são idênticas, indicando o ciclo de cura do polímero já se completa na fase de montagem da porta, antes mesmo da cura final na estufa de pintura.
Title in English
Evaluation of the mechanical behavior of a structural epoxy adhesive used in the atomobilistic industry.
Keywords in English
hardness
instrumented indentation test
mechanical behavior
polymers
thermoset polymer
Abstract in English
Cost and weight reduction are major concerns of the automobilist industry, this leads to the increasing substitution of spot weld by adhesives in the assembling of automobile parts. In this context Volkswagen do Brazil S.A uses the Betamate 1496 structural epoxy adhesive in the manufacture of the chassis of the Polo v. Hatch. The aim of the present work is to suggest and to test a methodology to evaluate the state of cure of this adhesive by means of the determination of its hardness and elastic modulus when used in the manufacture of the front doors of the Polo v. Hatch vehicle. These properties have been determined by the measurement in six samples removed from different positions at the two phases of processing: after assembling of the chassis and cured state, after final cure at painting. The study was carried through instrumented indentation testing, which used the experimental procedures suggested by Franco Jr. and collaborators and Pintaúde and collaborators. The state of cure of polymer was evaluated also in qualitative way by Differential Scanning Calorimetry. The results obtained by the Franco Jr. methodology show great dispersion of values, probable due to the fact that the method propagates rounding errors in the application of the algorithm. The experimental results obtained by the Pintaúde methodology show that, in the state after assembling of the chassis all samples present elastic modulus, E, around 1,0 + 0.1 GPa, independently of the position in the door. In the cured state is observed depending on the sample’s position at the door: samples taken from the bottom of the door shaved E=0,8 + 0,1 GPa, while the remaining showed E= 1,0 + 0,8 GPa. The hardness, H, of the adhesive is constant (H=0,03 GPa) for all samples. The comparison of DSC curves obtained from the incurred and cured samples, showed that they are very similar, suggesting that the cure cycle of the polymer is already completed at assembling stage of the door.
 
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Publishing Date
2006-07-27
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • SCHON, C. G., et al. Instrumented indentation testing of an epoxy adhesive used in automobile body assembling [doi:10.1016/j.polymertesting.2008.04.002]. Polymer Testing [online], 2008, vol. 27, p. 632-637.
  • SANTOS, A. F., e SCHON, C. G. Determinação das propriedades mecânicas de um adesivo estrutural epóxi por indentação instrumentada. In Congresso 2007 SAE Brasil, São Paulo-SP, 2007. Official Program Technical Sessions. : SAE Brasil, 2007. Resumo.
  • SANTOS, A. F., e SCHON, Claudio Geraldo. Avaliação do comportamento mecânico de um adesivo estrutural epóxi utilizado na indústria automobilística. In 8o Congresso Brasileiro de Poliímeros, Águas de Lindóia -SP, 2005. Resumos., 2005. Resumo.
  • SANTOS, A. F., e SCHON, Claudio Geraldo. Avaliação do comportamento mecânico de um adesivo estrutural epóxi. In 17o Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais, Foz do Iguaçú-PR, 2006. Anais.São Paulo-SP : IPEN, 2006. Dispon?vel em: http://www.metallum.com.br/17cbecimat/resumos/17cbecimat-410-013.pdf.
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