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VHB™胶带——新型数字标牌粘接方案

2018-10-08 10:18:30 来源:数字音视工程网

  目前大部分数字标牌在显示屏和中框的组装结构上使用机械式固定,或者使用硅胶固定。机械固定可以避免使用辅助材料的困扰,但是设计上容易受限于机械结构,产品难以向轻薄化发展。硅胶固定是另一种选择,却往往在效率与工艺上带来挑战。

  在教育触控屏业界颇有成绩的南京欧帝科技的工艺部门就表示:由于订单应接不暇,等待硅胶固定边框非常耗费人工,常常要等上至少一天,并且要清理硅胶溢出的问题,残胶常严重影响外观与产品形象。那么有没有其它的方案可以解决现在的困难呢?或许3M VHB™双面胶带可以给业内人士带来一点灵感和启发。

  然而,VHB™双面胶带真的能够取代机械固定或者硅胶吗?很多人的第一反应都是不相信。而实际上,生活中处处都可以找到VHB™的身影。无论是消费电子产品,如手机,平板,电脑等;或是智能家电,如电视,冰箱,空调等;还是交通工具,如汽车,高铁,飞机等,这些产品或多或少都采用了此类型胶带来进行组装固定。

  3M VHB™胶带在工业市场中的应用已有超过30年的历史,其闭孔全丙烯酸结构赋予了它卓越的性能。下文将从五个方面介绍3M VHB™胶带的性能特点,进一步阐明它们在数字标牌粘接中的优势。

  一,3M VHBTM胶带具有黏弹性——可有效吸收能量,分散应力。

  黏弹性实际上可简单理解为胶带具有黏性加弹性。黏性使胶带牢牢附着于底材上。而弹性可有效缓解底材形变带来的应力。如图1所示,当螺丝间距增大时,普通胶带由于泡棉的内聚强度不足以克服外界形变而破裂;而VHBTM胶带强韧的泡棉不但能通过弹性形变持续吸收能量,同时也可以将集中在粘接界面的应力分散到整个泡棉体当中去,从而有效地保护了粘接结构。

  图1,黏弹性示意图(左为普通泡棉胶带,右为VHBTM胶带)

  这一性能在实际应用中有非常重要的意义,尤其是在各种受到冲击或振动的场合中,VHBTM胶带表现出了优越的缓冲性能。

  3M在美国印第安纳州的博世汽车试验厂做过两台拖车的对比测试。一台车身面板全部用VHB™胶带粘接而成,另外一台车身面板用螺钉固定(如图2所示)。前者在经历了100,000英里后的模拟道路试验后(如图3所示),即使用高压喷枪去喷水,仍然没有发现丝毫渗漏。而后者在36,000英里后就有1/3的螺钉出现了松动。

  图2,拖车车身(左为VHB™胶带粘接,右为机械紧固)

  图3,模拟道路测试

  这是因为机械固定的方式往往容易导致应力集中在某一点上,如螺丝孔的位置,卡扣的位置。久而久之,这些位置就会产生疲劳松动。反之,VHB™的黏弹性则保证了可靠的粘接效果。

  对于数字标牌而言,受到撞击或振动的可能性不大,VHB™的这一性能似乎供大于求了。而实际上,最容易被人们忽视的是标牌中不同材料之间在热胀冷缩过程的形变差异。在温差较大的城市里,这种反复的形变很容易就会导致机械固定点应力集中,而VHB™恰恰就能很好地缓解这个问题。

  二,3M VHBTM胶带同时具有粘接和密封的功用。

  VHB™胶带小小的粘接面积即可承受巨大的外力作用。3M曾在媒体的见证下,仅仅用1/3平方米的胶带将两铁板搭接,成功吊起一台重达2.5吨的越野车,其粘接强度令所有观众惊叹不已。因此对于一般的数字标牌,其承重要求其实是妥妥的在VHB™胶带安全范围内的。

  不同于市面上常见的普通泡棉胶带,VHB™胶带的泡棉是全闭孔设计,水汽以及灰尘等均无法从外界穿透而过(如图4所示)。因此,在正确使用的前提下,粘接部件是可以达到IPX7防水级别的。这在无数的防水电子设备中已获得证实。而对于户外数字标牌来说,VHB™胶带的密封性能无疑又是一大加分项。

  图4,VHBTM胶带的防水原理

  三,3M VHBTM胶带具有出色的耐老化性能。

  VHB™胶带出色的耐老化性能根源于其全丙烯酸结构(包括胶层和泡棉)。3M在全球各地的户外环境中收集了长期老化数据。在弗罗里达州湿热气候、亚利桑那州阳光充足的干热气候和明尼苏达州极冷极热气候下经过2至5年老化周期后,VHB™胶带在铝材、玻璃、PVC和涂层金属上仍具有约100%的粘接强度。VHB™胶带4950/4951和4952在明尼苏达州经过5年室外老化后的性能对比见图5。日本对VHB™胶带进行的5年老化测试也得出了类似结果。

  除实验室数据以外,无数的实际应用也反复验证了VHB™胶带的长期可靠性。最有说服力的例子莫过于胶带在建筑幕墙上的粘接应用。其中著名的迪拜七星级帆船酒店就采用了VHB™粘接外墙面板。从1999年始建至今经历了18年高温高湿的户外环境,VHB™胶带的粘接效果仍然没有丝毫动摇。在建筑市场中的成功经验,无形中又为VHB™应用于各种耐久型数字标牌增添了积极的借鉴作用。

  四,VHBTM胶带可粘接不同的材料,不会对材料表面产生破坏,设计外观更加统一。

  VHB™胶带对各种常见的金属,塑料,木头,石材都有良好的粘接性能,因此当两面材料不同而难以使用机械固定时,VHB™胶带就大有用武之地了。同时,由于无需对材料进行钻孔打洞等破坏,产品的结构和外观设计有了更大的自由度。以茶几式触摸一体机为例,VHB™胶带为窄边框显示屏台面和高档石材台体相结合的设计提供了优秀的解决方案。

  五,VHBTM胶带使用方便,操作简单,可有效提高生产效率。

  VHB™胶带也是压敏胶的一种,使用简便,即贴即粘,有利于提高生产效率(如图6所示)。同时,当胶带贴好一面底材后,另一面材料既可以马上安装,也可以放置一段时间运送到其它地点在合适的时候再进行粘合,这给组装工艺带来了很大的灵活性。由于数字标牌类产品基本上都是屏幕和框架的粘接,属于“口”字型的结构,甚至无需模切加工,只要选择合适的胶带宽度贴四边成矩形即可。随着日益上涨的人工成本,将来还可考虑使用智能自动化设备进行贴胶,进一步优化产能。

  综上所示,使用VHB™胶带是很值得在数字标牌行业中推荐的组装方式。它的高粘性和耐久性解除了产品安全可靠方面的后顾之忧,灵活性和美观性又为结构设计提供了更广的空间。

  目前此系列胶带已在行内广泛应用于视窗粘接,触屏粘接和铭板粘接等等。而逐渐占据主流的窄边框设计,风口浪尖的曲屏应用,前卫尖端的全透明显示,VHB™胶带让这些日新月异的科技与设计更容易实现,同时也将促使VHB™自身不断创新变革,为将来创造更美好的可能。

[责任编辑:钟诗倩]
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