智能掃地機(jī)器人--UV膠密封粘接工藝：做一件事情，如果第一次就做對(duì)了，那第二次大概率是對(duì)的.

但如果第一次做錯(cuò)了，那么第二次我寧愿相信他依然會(huì)做錯(cuò).

盡可能地第一次就把事情做對(duì)，這是我一貫的做事態(tài)度.

所以我準(zhǔn)備用一整篇很長(zhǎng)的貼子，介紹UV點(diǎn)膠密封粘結(jié)工藝.

但是，也并不是所有的事情都能第一次就做對(duì).如某些特殊新材料的驗(yàn)證，某種不完善的新結(jié)構(gòu)的摸底測(cè)試，某種新工藝的導(dǎo)入，等等.

一般情況下，引入點(diǎn)UV膠密封粘接工藝就是一種很難第一次就完美成功的工藝.需要不斷地調(diào)試優(yōu)化進(jìn)而完善.我也曾經(jīng)歷經(jīng)兩個(gè)半月，大約四五輪的改善，在供應(yīng)商的幫助下，才將UV膠粘接工藝導(dǎo)入量產(chǎn).

智能掃地機(jī)器人上，水箱經(jīng)常會(huì)用到UV膠密封粘結(jié).其次是某些無(wú)法超聲焊接的塵盒也會(huì)用到UV膠密封粘接.

我將在我有限的認(rèn)知和僅有經(jīng)驗(yàn)內(nèi)，從一個(gè)普通設(shè)計(jì)工程師的角度出發(fā)，出一整片貼子介紹UV膠密封粘接工藝，用以給大家設(shè)計(jì)參考斟酌.

以下是本貼正文

一、 UV膠密封粘接工藝步驟

我將其分為4步：點(diǎn)膠—合蓋—壓合—固化

二、設(shè)計(jì)參數(shù)




1. 點(diǎn)膠槽側(cè)隙：0.15-0.2

此處建議最小值取0.15，事實(shí)上通常大家均取0.1mm量產(chǎn)效果也很好.但依然強(qiáng)烈建議優(yōu)先取較大值，此處間隙對(duì)氣泡的改善最為明顯.

• 間隙越大，在上下殼體合蓋時(shí)，越有利于氣體側(cè)逃逸出去從而避免產(chǎn)生氣泡.若是此處產(chǎn)生氣泡，后期幾乎很難優(yōu)化---主要作用
• 間隙越大，對(duì)于上下殼體零件的尺寸和變形公差的包容度越大，越有利于輕松扣合上下蓋；但特殊形狀零件如U形零件會(huì)內(nèi)凹變形，很難合蓋，不得已還需增加整形工裝---主要作用
• 此外此間隙大對(duì)零件模具加工和注塑調(diào)參的包容性更大；
• 此值不能太大，太大上下殼體之間會(huì)產(chǎn)生臺(tái)階，容易刮手

2. 點(diǎn)膠槽底部間隙：0.2-0.3

建議取中值0.25或0.3，通常取0.2量產(chǎn)效果也很好.

但此值越大越有利于調(diào)機(jī)，膠量少一點(diǎn)也不會(huì)漏氣，膠量多一點(diǎn)也不會(huì)溢膠)

3. 倒角溢流槽：C 0.2

建議此處必須倒角，建議值C 0.2，若主壁厚厚也可取C 0.3.

• 此處倒角，便于走膠調(diào)機(jī)，膠量多一點(diǎn)也會(huì)被倒角收藏，不會(huì)溢出---主要作用
• 對(duì)點(diǎn)膠機(jī)吐膠的不均勻性具有包容性
• 便于裝配導(dǎo)向

4. 公止口拔模角度： 3°-5°

在滿(mǎn)足零件注塑走膠的前提下，建議優(yōu)先取較大值.

• 便于合蓋時(shí)排氣.較大有利于扣合時(shí)下壓的氣體從止口側(cè)隙逃逸出來(lái)從而避免產(chǎn)生氣泡，此處對(duì)改善氣泡明顯---主要作用
• 此外角度大還有利于輕松扣合上下殼體。止口高度很低，所以增加角度上下斷差不會(huì)太大
• 曾經(jīng)此值取0.5°也有量產(chǎn)效果很好的產(chǎn)品，但依然建議優(yōu)先取大值.

5. 母止口拔模角度：2°

若主壁厚較厚，建議優(yōu)先取較大值，較大有利于空氣逃逸從而避免產(chǎn)生氣泡，此處對(duì)改善氣泡明顯；

此外角度大還有利于輕松扣合上下殼體。止口高度很低，所以增加角度上下斷差不會(huì)太大.此處也曾取過(guò)0.5度，量產(chǎn)效果也還好.即便如此還是強(qiáng)烈建議優(yōu)先取較大值.

6. 點(diǎn)膠槽深度：1.5-2.2(2.5)

此處比較特殊，建議優(yōu)先取中間值，其次是取小值，最后是取大值.

• 槽深1.5量產(chǎn)效果挺好.粘接強(qiáng)度OK.事實(shí)上粘接強(qiáng)度與膠水本身關(guān)系很大，與槽深關(guān)系不大
• 槽太深無(wú)益，太深的時(shí)候，當(dāng)點(diǎn)膠量稍大時(shí)，上下蓋合蓋過(guò)程中，膠容易將頂部封住，從而導(dǎo)致氣體無(wú)法完全逃逸產(chǎn)生氣泡.也就是說(shuō)槽太深的設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)槽寬合點(diǎn)膠量的參數(shù)要求苛刻.槽深和槽寬以及點(diǎn)膠量存在一定的關(guān)聯(lián)性.此處無(wú)法簡(jiǎn)單配圖解釋?zhuān)遣焕斫饪梢宰孕蟹治鱿拢翰凵詈筒蹖捯欢ǖ那疤嵯?，分析下?dāng)點(diǎn)膠量少/中等/多三種情況下，合蓋過(guò)程中膠的流動(dòng)情況. ---主要作用
• 槽淺合蓋時(shí)止口下落高度低氣體容易溢出，更不易產(chǎn)生扣合滲入的氣體而減少氣泡， ---主要作用
• 太深首先在同等壁厚的前提下，公止口和母止口的拔模角度無(wú)法做大，也就是說(shuō)在相同前提下，側(cè)隙無(wú)法取到較大值.
• 深度大用膠量大，但密封牢靠，此處請(qǐng)忽略粘接強(qiáng)度的加強(qiáng)

7. 公止口壁厚：0.7-0.9

建議優(yōu)先取最小值0.7，不建議取太大，太大則零件的主壁厚太厚，縮水風(fēng)險(xiǎn)高，此值的選取還要參考零件大小和零件的主壁厚

8. 公止口尖端厚度：最小值取0.4-0.5

此值與拔模角度和止口的壁厚有關(guān)，不能太小，太小注塑不好走膠

9. 點(diǎn)膠槽底部圓角：R0.2

通常情況下此處建議取R0.2，不建議取其他值.

• 根部沒(méi)有圓角或者有自然加工圓角均可以量產(chǎn)且效果不錯(cuò)，
• 但此圓角有兩個(gè)好處，一是圓角可以減少根部產(chǎn)生很小的細(xì)密氣泡.若是尖角膠水不易完全滲入從而在內(nèi)部存在空氣產(chǎn)生氣泡
• 二是可以提高膠水的流動(dòng)性，避免走膠掛壁流向一側(cè).但如果允許點(diǎn)膠槽寬度做大，底部倒全圓角理論上最好

下圖是點(diǎn)膠槽未加圓角產(chǎn)生氣泡的效果

10. 點(diǎn)膠槽輪廓上的圓角

在不影響外觀的情況下盡量選大圓角過(guò)渡，且內(nèi)外圓角必須均勻一致

此圓角越大，越有利于點(diǎn)膠機(jī)針頭走膠，方便調(diào)設(shè)路徑，避免撞針，避免少膠缺膠風(fēng)險(xiǎn).內(nèi)外圈圓角若不一致則點(diǎn)膠槽寬度不均勻，會(huì)出現(xiàn)少膠情況；事實(shí)上急轉(zhuǎn)彎的位置通常都會(huì)缺膠,因?yàn)槌Ｒ?jiàn)的點(diǎn)膠機(jī)直線速度和圓弧插補(bǔ)速度一樣且無(wú)法調(diào)節(jié)

11. 點(diǎn)膠槽輪廓在Z軸上的傾斜角度

正常情況下點(diǎn)膠槽是在同一平面內(nèi)，若點(diǎn)膠槽迫不得已要做傾斜，則此傾斜角度越小越好

首先點(diǎn)膠槽盡量在同一平面內(nèi)，這樣對(duì)于UV膠水的粘稠度包容性較大，即使稀一點(diǎn)的UV膠水也能很均勻地分布在槽內(nèi)；但是傾斜角度大的點(diǎn)膠槽不能用流動(dòng)性好的膠水，膠水容易向下方流動(dòng)，曾經(jīng)傾斜角度6.5°用稍稠的膠水量產(chǎn)成功

12. 點(diǎn)膠零件的材質(zhì)

ABS(ABS920/ABS757)和PC(PC2405)驗(yàn)證OK，切換材料時(shí)需要重新驗(yàn)證膠水

13. 點(diǎn)膠零件的顏色：透明(無(wú)色透明和透明藍(lán))或半透明(包含半透黑)

• UV膠水固化需要紫外線穿透，所以零件必須是透明或半透明，淺藍(lán)色淺灰色亦可.理論上顏色越透越有利于紫外線透射，越有利于縮短固化時(shí)間，提高生產(chǎn)效率
• 此處固化時(shí)間和UV燈的光強(qiáng)功率和波長(zhǎng)均有關(guān)系，功率越大固化時(shí)間越短，波長(zhǎng)越長(zhǎng)越有利于衍射穿透障礙物，更有利于固化
• 實(shí)測(cè)透明色和藍(lán)色透明均固化ok，固化時(shí)間沒(méi)有明顯差別，固化時(shí)間約20S，但半透黑固化時(shí)間約40S，即便固化時(shí)間40S，但粘接強(qiáng)度亦不如透明色

14. 點(diǎn)膠槽的模具處理要求：點(diǎn)膠槽的相關(guān)面均省光到800#

模具上面膠槽不建議拋光，膠水接合的面建議省光到800#即可，太光不利于膠水粘接




三、上下殼體零件要求




1. 上下殼體的變形量

上下殼體的變形量必須小，若上下蓋不能很輕松扣合到位，則建議調(diào)整注塑參數(shù)消除變形，必要時(shí)可增加整形工裝，如U形零件會(huì)內(nèi)凹，通常需要工裝校正;

2. 上下殼體的平面度

上下殼體的平面度控制越小越好，平面度不好情況下，上下殼體合蓋后局部反彈會(huì)吸入空氣從而產(chǎn)生很多很大的氣泡.此問(wèn)題雖然可以用壓合工裝和固化UV工裝合二為一改善，但最起碼前提也要上下蓋要能先合在一起.

平整度不好和變形較大的零件產(chǎn)生的氣泡特征：局部氣泡很大甚至切形成斷膠帶，

如下圖

3. 上下殼體的公差帶

建議上下殼體都走尺寸中線(或者母止口一側(cè)的零件走中線稍稍偏上，公止口的一側(cè)走中線稍稍偏下，更便于扣合)，其次取都走上公差或下公差,最差的是一個(gè)走上極限公差一個(gè)走下極限公差，這樣會(huì)導(dǎo)致無(wú)法輕松合蓋，并且上下殼體之間存在斷差會(huì)刮手.影響外觀和用戶(hù)體驗(yàn).

4. 上下殼體的表面要求：表面拋光或曬紋均可

理論上表面拋光更有利于紫外線透射，有利于縮短固化時(shí)間；但事實(shí)上表面曬紋依然可以固化，且兩者固化時(shí)間幾乎沒(méi)有多少區(qū)別

四、點(diǎn)膠機(jī)

1. 點(diǎn)膠機(jī)的點(diǎn)膠氣壓穩(wěn)定且要可微調(diào).氣壓不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致吐膠不均勻和不連續(xù).不可微調(diào)直接連接供氣管路的氣，點(diǎn)膠機(jī)氣壓穩(wěn)定性較差.

2. 點(diǎn)膠機(jī)的點(diǎn)膠針管固定精度要高.避免調(diào)試更換膠管前后針頭位置有微小變化，從而使針頭的高度或是平面位置有變化，從而導(dǎo)致撞針掛壁，針頭無(wú)法居中走膠等問(wèn)題.則必須重新調(diào)整走膠路徑.

3. 點(diǎn)膠的針頭建議優(yōu)先選擇軟針頭.軟針頭可避免因零件變形或零件放置不到位而引起的撞針.

4. 走膠速度建議單獨(dú)可調(diào).有些點(diǎn)膠機(jī)程序太簡(jiǎn)單落后，每次調(diào)機(jī)前速度定下后無(wú)法更改.盡量選擇走膠速度單獨(dú)可調(diào)的點(diǎn)膠機(jī)，便于分別調(diào)整走膠速度或吐膠壓力來(lái)控制膠量.

5. 走膠的直線速度和圓弧速度可單獨(dú)調(diào)整其速度.有些點(diǎn)膠控制路徑的程序太簡(jiǎn)單不可調(diào)整，面對(duì)有急轉(zhuǎn)彎或膠槽寬度不均勻的點(diǎn)膠槽，無(wú)法適應(yīng)其點(diǎn)膠.正常情況下，圓弧的插補(bǔ)速度相對(duì)與直線的走膠速度應(yīng)該更小，一方面是走圓弧段時(shí)存在離心力，膠水會(huì)被甩出膠槽，另一方面若拐角處膠槽寬度大可以多停留一會(huì)多點(diǎn)點(diǎn)膠，這樣避免在急轉(zhuǎn)彎或者膠槽寬的位置密封不好漏水.

五、膠水選型

1. 膠水粘稠度要求：粘度適中好.膠水稀則流動(dòng)性好，但固化時(shí)間長(zhǎng)，且粘接強(qiáng)度不夠.膠水粘稠則當(dāng)走膠掛壁時(shí)膠槽兩側(cè)的膠量不一樣.所以在滿(mǎn)足粘接強(qiáng)度的前提下，盡可能選較稀的膠水.實(shí)測(cè)越稀的膠水產(chǎn)生的氣泡越少.

2. 膠水選型其實(shí)也是很關(guān)鍵的一步，建議優(yōu)先找有成熟量產(chǎn)的膠水廠家，建議多試十幾種膠水，選出合適的膠水.

3. 同一款膠水在夏天和冬天不同溫度的條件下，膠水的粘度和流動(dòng)性會(huì)有較大的變化，需要求供應(yīng)商在不同時(shí)間段更新?lián)诫s的比例.確保粘度和流動(dòng)性盡量一致.

六、合蓋方法

推薦2種合蓋方法：緩緩扣合

1. 優(yōu)先選擇將上殼與下殼止口對(duì)齊，然后輕輕放上去，用工裝按壓.整個(gè)過(guò)程中盡量不要用手按壓.這種情況下由于是整體落下，槽中空氣來(lái)不及逃逸會(huì)產(chǎn)生一些氣泡.若發(fā)現(xiàn)有氣泡，請(qǐng)嘗試第二種方法

2. 將上殼微微傾斜，先讓一側(cè)落下，然后另一側(cè)緩緩自由下落.這種方法可以將氣體從一側(cè)趕到另一側(cè)，更有利于氣體逃逸，從而避免產(chǎn)生較多的氣泡.

七、壓合+固化 工裝

1. 集成工裝和單獨(dú)工裝

當(dāng)零件受力面積小，點(diǎn)膠槽形狀簡(jiǎn)單時(shí)，壓合和固化可以集成在一整套工裝上.便于提高效率;

當(dāng)零件受力面積大，點(diǎn)膠槽形狀復(fù)雜時(shí)，此時(shí)建議壓合工裝和固化工裝單獨(dú)制作.此時(shí)必須保證零件的每處受力盡量均衡，若依舊采用集成在一套工裝上，也不能采取氣缸推動(dòng)推板下壓的方案，因?yàn)檫@樣無(wú)法使零件整個(gè)下壓平面上受力均衡，從而零件發(fā)生回彈吸入很多空氣，產(chǎn)生很多氣泡.----此點(diǎn)非常重要

2. 下壓方式：建議平穩(wěn)緩緩下壓

針對(duì)集成工裝，下壓的平面必須平整，下壓板建議安裝4個(gè)導(dǎo)柱.

針對(duì)單獨(dú)工裝，搬移過(guò)程中需要注意輕拿輕放，避免震動(dòng)吸入空氣.

3. UV燈選型

熱光源汞燈和LED UV燈均可.

據(jù)成熟膠水廠商提供信息：UV固化的LED燈珠通常選LG或韓國(guó)首爾半導(dǎo)體，國(guó)產(chǎn)LED燈光強(qiáng)衰減會(huì)比較快.

通常產(chǎn)生的波長(zhǎng)在365-405nm，盡量選用較長(zhǎng)波長(zhǎng)的燈珠，便于繞過(guò)障礙物，照射距離更遠(yuǎn).




八、調(diào)參

1. 走膠路徑：走膠針頭必須是在點(diǎn)膠槽的正中間，不能偏向一側(cè)產(chǎn)生膠水掛壁.但有時(shí)候?yàn)榱吮苊馔庥^溢膠可以讓點(diǎn)膠針頭偏向內(nèi)側(cè)，把溢膠面趕到內(nèi)側(cè)，保護(hù)外觀面沒(méi)有溢膠.一般情況均需兩側(cè)都不要有溢膠，將溢膠面趕到內(nèi)側(cè)乃不得已而為之.

2. 走膠速度：走膠速度需要根據(jù)出膠量調(diào)節(jié)，不能太快也不能太慢.確保點(diǎn)膠槽內(nèi)有合適的膠量，粘接后既沒(méi)有缺膠也不能有溢膠.走膠太慢會(huì)影響效率.

3. 點(diǎn)膠壓力：通常出膠用氣壓控制.可以通過(guò)同時(shí)控制走膠速度和點(diǎn)膠壓力來(lái)控制點(diǎn)膠量.需留意點(diǎn)膠機(jī)必須配備壓力桶，將壓力控制穩(wěn)定出膠量才能穩(wěn)定，否則直接用管路里的壓力走膠非常不穩(wěn)定.壓力變化很大. ----此點(diǎn)非常重要

4. 點(diǎn)膠針頭應(yīng)盡量伸入膠槽底部，使膠緊貼槽底，便于調(diào)機(jī)，不易溢膠，產(chǎn)生氣泡

九、UV膠密封粘接工藝評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

1. 水箱氣密性測(cè)試

• 必須保證在工作狀態(tài)的氣壓下，水箱UV膠水粘合部位不能有漏氣.
• 請(qǐng)注意此處的輸入壓力是水箱的工作壓力，并不等于氣泵的輸出壓力，此壓力可以直接測(cè)量，假設(shè)為P
• 則充氣氣壓P，保壓時(shí)間5S，保壓后標(biāo)準(zhǔn)氣壓為P±1kPa.若氣壓在此標(biāo)準(zhǔn)氣壓范圍內(nèi)即判定合格.
• 小米P取8kPa，小狗取12Kpa

2. 外觀標(biāo)準(zhǔn)

• 溢膠：內(nèi)外表面均不能有溢膠；迫不得已可以先保證外觀面不能有溢膠
• 氣泡：不能有很多很大的氣泡，影響外觀；也不能有一連串細(xì)密的氣泡
• 缺膠：不能有明顯的缺膠行程的痕跡，會(huì)影響外觀

3. 裝水裸跌測(cè)試

水箱裝滿(mǎn)水，1m高度一棱六面三角自由下落，確保粘結(jié)部位不能有開(kāi)裂漏氣

4. 高低溫循環(huán)測(cè)試

高低溫循環(huán)測(cè)試后不能有漏氣或漏水

請(qǐng)注意漏氣不一定會(huì)漏水，但是漏水一定會(huì)漏氣，確實(shí)有出現(xiàn)過(guò)高低溫循環(huán)之后跌落出現(xiàn)漏氣而不漏水的情況.

5. 固化時(shí)間

固化時(shí)間不要太短，也不要太長(zhǎng)，通常選15S-20S左右.固化時(shí)間與膠水、零件材質(zhì)、顏色均有關(guān)系。太長(zhǎng)影響生產(chǎn)效率，太短LED燈表面溫度高容易老化衰減，通常溫度不要超過(guò)90°，溫度太高需要水冷或降低UV燈功率，加長(zhǎng)固化時(shí)間。

十、其他后期維護(hù)

1. 據(jù)UV膠水廠家介紹：固化UV膠水的LED燈珠會(huì)隨著使用的時(shí)間光強(qiáng)會(huì)衰減，需要制定光強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)，每段時(shí)間測(cè)試紫外線的光強(qiáng)，此光強(qiáng)與膠水和固化時(shí)間有關(guān)系，通常光照強(qiáng)度大于等于800Mw/cm2

2. 同一款膠水在夏天和冬天不同溫度的條件下，膠水的粘度和流動(dòng)性會(huì)有較大的變化，需要求供應(yīng)商在不同時(shí)間段更新?lián)诫s的比例.確保粘度和流動(dòng)性盡量一致

十一、UV密封粘接使用條件和優(yōu)缺點(diǎn)

通常情況下，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的零件優(yōu)先選擇超聲焊接工藝，生產(chǎn)效率高.報(bào)廢率也高.對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的水箱來(lái)說(shuō)，報(bào)廢率和調(diào)機(jī)帶來(lái)的損耗更高.




但是超聲還是有自身的缺陷.

1. 聲波的傳播必須需要介質(zhì)，不能在超聲傳播的方向上有凹洞

2. 面對(duì)超聲線分布不均勻的零件，超聲能量卻無(wú)法根據(jù)超聲線的多少和位置分布

3. 面對(duì)大的零件，超聲機(jī)功率不夠?qū)е鲁暷芰坎粔蚯也痪鶆?br>
4. 面對(duì)高度差較大的的兩個(gè)閉合超聲線，很難超聲

5. 當(dāng)超聲面在Z軸上斜度很大的時(shí)候很難超聲

但是對(duì)于水箱，越來(lái)越多的廠家已經(jīng)開(kāi)始在用UV膠密封粘結(jié)工藝,因?yàn)檎辰Y(jié)可靠性高，報(bào)廢率低.且在一些時(shí)候，塵盒和水箱是無(wú)法用超聲完成焊接的.

十二、UV膠水密封粘結(jié)工藝的成敗關(guān)鍵

此工藝成敗的關(guān)鍵，主要在外觀氣泡，所以關(guān)鍵就是減少氣泡.

按照影響因素的大小排序如下：

1. 壓合工裝：復(fù)雜且較大的零件，強(qiáng)烈建議一定選擇分布均勻的手指按壓結(jié)構(gòu)，不要采用氣缸推板方案按壓。

2. 膠水：膠水選型、粘稠度,產(chǎn)生的氣泡少且能滿(mǎn)足粘接強(qiáng)度要求.

3. 設(shè)計(jì)參數(shù)

4. 調(diào)機(jī)：包含走膠路徑、走膠速度、吐膠量等

十三、比較理想的UV密封粘結(jié)樣品







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