3MTMAcrylic Foam Tape 5363在轨道车辆按钮开关上的脱胶分析及工艺优化

摘 要：随着中国轨道交通的发展，越来越多的轨交产品走出国门、走向世界，其中以地铁门系统最具特点。按钮开关作为门系统上的关键电子产品之一，有控制开、关门的作用，在国外被广泛采用到门系统上。其中设有盲文的按钮开关，因充分考虑特殊人群出行，深受国外客户的青睐。按钮开关盲文盖板粘接的可靠性就显得至关重要，要考虑列车不同的运行环境及各种外界因素，否则就会因为粘接不好，导致盲文盖板翘边或者脱落，引起客户的投诉和不满。企业不得不进行国外整改返修，耗费巨大的人力物力成本，也为公司带来巨大的质量损失。针对盲文盖板出现的粘接问题，对工艺路线进行总结优化，从源头上解决问题。

关键词：按钮开关；开关环形盖板；3MTM Acrylic Foam Tape 5363；粘接；工艺路线优化

中图分类号：TQ437+.4 文献标志码：A文章编号：1001-5922（2023）06-0027-03

Degumming analysis and process optimization of 3MTM Acrylic Foam Tape 5363 on push-button switches for  rail trains

WU Jizhan

（（Nanjing Kangni Mechanical &Electrical Co.，Ltd.，Overseas Business Department，Nanjing 210046，China））

Abstract：With the development of China's rail transit，more and more rail transit products go abroad to the world，among which the subway door system is the most characteristic. Push-button switch，as one of the key electronic products on the door system，has the function of controlling the door opening and closing，and is widely used in the door system in foreign countries.The one equipped with braille push-button switch，because of the full consideration of special people travel，is deeply favored by foreign customers.The reliability of braille cover plate bonding of button switch is very important.Different operating environments and various external factors of trains should be taken into account.Otherwise，the braille cover plate will tip or fall off due to poor bonding，causing customer complaints and dissatisfaction.Enterprises have to carry out overseas rectification and repair，which consumes huge human and material costs，and also brings huge quality loss for the company.Aiming at the bonding problem of braille cover plate，the process route is summarized and optimized to solve the problem from the source.

Key words：push-button switch;switch ring cover;3MTM Acrylic Foam Tape 5363;adhesive；process optimization

盲文按鈕开关的设计形式通常有按钮开关本体和盲文盖板2部分组成，其中盲文盖板是用压制盲文字样的环形铝片构成，盲文盖板的粘接面自带 3MTM Acrylic Foam Tape 5363背胶。首先把按钮开关本体通过螺钉装配到门板上，然后撕下盲文盖板背胶的保护纸，将环形盲文盖板粘贴在按钮开关上。按钮开关要适应各种复杂的气候环境，高温、高湿、高热等[1]，所以保证粘接的可靠性显得至关重要。实际企业在生产流水过程中，粘接工艺只是其中很小的一部分，由于工人素养个体差别的影响、工艺的合理性以及工艺执行情况，都会带来质量不稳定性，容易导致盖板脱胶。因此，非常有必要研究这类问题产生的根本原因，并从理论上确认工艺改善方向，最终使此类脱胶问题得以解决并得到稳定控制[2]；盲文按钮开关如图1所示。

1 故障分析

盲文按钮开关应用多个海外项目，门板发到国外客户现场一段时间之后，屡遭客户投诉环形盲文盖板出现脱胶现象，有的脱胶面较大如图2（a）；有的是局部脱胶如图2（b）。通过对粘接面及3MTM Acrylic Foam Tape 5363胶带观察可以看出，脱开的地方没有形成初粘接[3-4]。经过验证分析，粘接失效的根本原因是工艺要求不能满足粘接需求，工人按照不合理工艺操作就会出现批量脱胶问题。

2 工艺路线

粘接工艺是保证粘接质量的前提，合理的工艺路线可以有效保证粘接质量的可靠性，将对工艺路线进行探究，制定最优的工艺方案。

2.1 胶粘剂的特性

3MTM Acrylic Foam Tape 5363是3MTM丙烯酸泡沫胶带与深灰色丙烯酸粘合剂泡沫组成，应用与外接部件，表面具有良好的附着力，良好的内力，能保持长期稳定性以及对粘接区域有非常好的适应性好。由于其独特的粘弹性质，应力在胶带中被分散从而形成持久的粘接性能[5-6]。3MTM Acrylic Foam Tape 5363的结构[7|8如图3所示；产品特性信息来源于3M提供的参数说明，具体如表1所示。

2.2 粘接基材判定及表面处理

“水滴试验”可以作为判断粘接基材表面是否为粘接友好的指标。在进行测试时，先清洁粘接面表面并用水滴在粘接面上进行观察，如果看到水滴，具体如图4（a）所示，代表基材表面难以结合（低表面能）；如果水在流动，具体如图4（b）所示，可看到一层薄薄的水膜，通常代表基材表面很容易结合（高表面能）。

常见低表面能基材有以下几类：

（1）聚烯烃（聚乙烯、聚丙烯）；

（2）橡胶（三元乙丙橡胶等）;（3）粉末涂料。

对于低能表面基材，为实现粘接友好的表面可以通过表面处理或使用特殊底涂的方式进行。一般来说，对于每种粘接应用，都需要评估合适的表面处理或底涂。按钮开关的粘接面为低能表面，这里推荐选用3M 94 Primer底涂[9]。

2.3 温度影响

粘接温度（材料和环境空气温度）在 18～ 40 ℃，特别是需要避免冷凝的情况，例如胶带或胶带部件是从温度较低的仓库运送到温度较高的生产线，此时不能立即实施粘接活动。在使用过程中，外接部件和胶带必须保证相同的温度[10-11]。按鈕开关是电子件，不会放在较冷的储藏室，企业正常的生产线环境温度也是能满足粘接要求的。

2.4 压力

粘接的质量直接取决于胶带与基材的接触，短而高的压力（刮板、加压辊或特殊的静压装置）可以确保胶带与粘接表面有效接触[12]。所需的压力类型、水平和时间取决于材料本身（薄壁或厚壁等）以及零件的几何形状等。针对此款胶带，3M厂家给出的经验压力大约为10～50 N/cm2。

2.5 粘接面清洁

为了充分发挥3MTMAcrylic Foam Tape 5363胶带的粘接性能，应确保开关本体粘接表面清洁干燥，无灰尘颗粒、油、硅或其他污染。粘接前可以使用干净、无绒毛、一次性毛巾清洁表面，可以配合使用异丙醇清洗表面，使用异丙醇时注意只能清洁开关本体的粘接面[13]，不能触碰到其他部位尤其按钮开关按压处；否则可能会导致按压处塑料件开裂，清洁示意图如图5所示。

2.6 粘贴方法

紧固螺钉必须施加合理的的拧紧力矩，否则会因为粘接表面变形影响粘接可靠性。盲文盖板在粘贴前将保护膜取下，不要弄脏或损坏外露的胶膜，勿用手指触摸胶膜。用双手在拇指和食指之间对准下部定位销上，从底部到顶部慢慢对齐，然后粘贴上去，不能重复粘接；如果粘接失误，需要更换新的粘接盖板[14]。按压时间每拇指宽度至少5 s，压力大约在50 N，72 h后达到最终粘接强度;具体粘接图示如图6所示。

3 粘接工艺路线

综上所述影响粘接的各方面因素，对粘接工艺注意事项进行总结[15]，最终获得的工艺优化路线：

工具及物料准备→粘接表面清洁（除尘、清洁）→ 粘接表面处理（涂3M94 Primer底涂）→等待底涂晾干→粘接（确保压力要求）→自然固化（静置72 h）→质量检验。

4 跟踪验证结果

对项目工艺优化之后的粘接批次进行跟踪，在发货之前对按钮盖板粘接进行内部检验合格之后出厂；同时与客户沟通，在客户收到货物之后，现场检查同批次按钮开关盲文盖板的粘接效果。客户反馈采用刀片翘盖板的方式测试粘接效果良好，在后续的批次中也未再进行类似的投诉，脱胶问题得到根本解决。

5 结语

经分析发现，影响脱胶的主要原因是粘接压力不足和未进行粘接表面前处理。粘接前涂抹3M94 Primer底涂能起到很好的助粘作用；均匀施加足够的压力也至关重要，企业可以设计环形的加压工装，可以提高装配效率。跟踪项目工艺优化之后的粘接列次，客户未再投诉脱胶，脱胶问题得到解决。为保证后续批量生产的稳定性，要定期对工人执行工艺情况进行监测，工艺执行不到位可能导致粘接质量不稳定。

【参考文献】

［1］董双良，王元伍，刘金凤，轨道客车用聚氨酯胶粘剂自然老化行为研究[J].中国胶粘剂，2017，26（02）：13-16.

［2］贾妮，陈晓锋.门头道密封用3M压敏胶粘带脱胶分析[J].失效分析与预防，2019，14（2）：119-122.

［3］孙德林，余先纯.胶粘剂与粘接技术基础[M].北京：化学工业出版社，2014.

[4］张彦华，朱丽滨，谭海彦 .胶粘剂与胶接技术[M].北京：化学工业出版社，2018.

[5］王新，孙宏峰.3M胶粘剂薄膜在航空粘接方面的应用[J].航空维修工程，2006（1）：60-61

[6］方潇湧.丙烯酸泡棉胶带在汽车结构优化方面的应用[J].汽车工程师，2011（2）：57-60.

[7］ 赵海龙. 丙烯酸泡棉胶带在汽车上的应用[J].工艺与装备，2015（3）：51-53.

[8］张先令.3M压敏胶带粘贴在水性漆喷涂面上的研究[J].日用电器，2015（7）：72-73.

[9］吴海霞，沙啸敏.免底涂胶带在汽车外饰件上的应用[J].粘接，2021，42（10）：7-10.

[10］ 李铭杰 .丙烯酸酯压敏胶的应用研究进展[J]. 粘接，2020，39（4）：63-65.

[11］舒晓宁.丙烯酸泡棉压敏胶耐环境性能测试分析[J].汽车工程师，2019（6）：43-44.

[12］李毅.轨道客车粘着的研究与控制[D].北京：北京交通大学，2006.

[13］叶欢.轨道结构用胶粘剂的制备与性能研究[J].粘接，2023，50（3）：9-12

[14］陈晓峰，林秀玲，潘志宏，等.如何提高双面胶带在外饰零件的粘接效果[J].上海汽车，2011（9）：53-55.

[15］杨 超，洪永敏，粘接技术在城市轨道车辆上的应用[J].新技术新工艺，2018（11）：43-47.

收稿日期：2023-01-29；修回日期：2023-04-30

作者简介：吴吉展（1991-），男，硕士，研究方向：企业项目质量控制;E-mail：1411889310@qq.com。

引文格式：吴吉展.3MTM Acrylic Foam Tape 5363在轨道车辆按钮开关上的脱胶分析及工艺优化[J].粘接，2023，50（6）：27-29.