離型紙とは?メリット・デメリットや剥離フィルムとの違いを徹底解説
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「異種金属接合」とは、異なる種類の金属材料をつなぎ合わせる技術です。これに類似する「金属接合」は、異なる種類の金属だけでなく、同種の金属同士を接合する場合にも用いられます。
「異種金属接合」は、小型化・軽量化・省エネ化のニーズの高まりを受け、ロボット・モビリティ分野で注目されています。各メーカーは製品のさらなる高機能化のため、複数の金属それぞれの性質を組み合わせた高性能・軽量かつ低コストの部品開発を推し進めています。これらの製造に必要なのが異なる金属をつなぎ合わせる「異種金属接合」です。ところが金属材料の組み合わせにより接合強度の確保に課題が生じるケースがあり、これを解決する接合方法や接合材が求められています。
例えば、EV自動車(電気自動車)の車体に使用される素材のすべてを軽量な樹脂素材に置き換えることは、現時点では不可能です。硬度のあるアルミニウム合金やマグネシウム合金、炭素繊維強化複合材料に取り換えれば車体の軽量化はできますが、材料コストや製造コストの面から実用的ではありません。そこで求められるのが、様々な金属や金属を含む複合材などを、適した部分に使用する方法であり、その技術が「異種金属接合」なのです。
異種金属接合は、高性能で扱いやすい製品を作るうえで必要な接合方法です。 さまざまな部材を組み合わせることで、軽量化や低コスト化といったメリットが得られます。
「異種金属接合」は大きく「化学的接合」「機械的接合」「材料的接合」の3種類に分類されます。以下ではそれぞれの特徴や主な用途をご紹介します。
化学的接合とは、原子やイオン、分子の間に働く力を利用したファン・デル・ワールス力やアンカー効果などを利用して、材料同士を強固に接合させる化学的接合方法です。接合に用いる材料を接着剤といいます。接着剤の起源は石器時代からといわれるほど歴史が古く、現代の異種金属接合でも利用されている接合法です。
化学的接合に使われる接着剤の代表的な種類として、以下が挙げられます。
またフィルム状のホットメルト系接着剤は以下のような特徴と用途があります。
機械的接合とは、ねじや圧力などによって接合する方法です。
ボルトやナットの2部品で締め付けて接合したり、プレス機でシャフトを穴に押し込んだりすることで、部材を接合します。そのほかに機械的接合には、焼嵌めやカシメといった方法もあります。
上述した接合方法のそれぞれの用途を見ていきましょう。
材料的接合とは、部材を溶融して接合する溶融接合や、基盤のハンダ付けなどの液相接合のような方法のことです。主に、溶融接合にはアーク溶接やガス溶接、液相接合にはハンダ付けやロウ付け、固相接合にはFSWなどがあります。
材料的接合には、以下のような特徴が挙げられます。
異種金属接合の方法にはいくつもの種類があります。どの方法を選ぶかは、製品の性質によって大きく左右されます。また、均一に接合したい、生産性の効率化を図りたいといった視点からも方法を選択する必要があります。
異種金属接合の方法の選び方のポイントとしては、以下を参考にするとよいでしょう。
ZACROS株式会社ではフィルム状のホットメルト系接着シート「メタシール」、リチウムイオン電池のタブリード用接着フィルム「タブシール」を提供しています。
フィルム状のホットメルト接着シートのため接合後の二次工程の加工が容易です。「メタシール」は様々な異素材を接合するシリーズで、「タブシール」はリチウムイオン電池のタブ電極を接着するため、耐電解液特性を備えています。
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