Le formulazioni adesive a basso degassamento sono progettate per piattaforme senza pilota in cui la contaminazione molecolare può degradare l'integrità dell'ottica, dell'elettronica e del carico utile. Utilizzati in UAV ad alta quota, sistemi sottovuoto e assemblaggi di sensori sigillati, questi materiali riducono al minimo il rilascio di COV e soddisfano i limiti ASTM E595 per TML e CVCM per proteggere i carichi utili di imaging, l'avionica e le strutture composite.
Questa guida presenta i fornitori di adesivi epossidici, siliconici, polimerizzabili con raggi UV ed elettricamente conduttivi a basso degassamento che supportano l'incollaggio ottico, il fissaggio dei componenti, la gestione termica e lo smorzamento tollerante al CTE.
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Rivestimenti elettronici, adesivi per assemblaggio e materiali di mascheratura per rivestimenti conformi
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Gli adesivi a basso degassamento sono componenti fondamentali per i veicoli aerei senza pilota (UAV) ad alta quota, i sistemi senza pilota che operano nel vuoto o le piattaforme dotate di carichi utili altamente sensibili. Questi adesivi sono progettati per ridurre al minimo il rilascio di composti organici volatili (COV) e sostanze condensabili che possono compromettere i componenti elettronici e ottici sensibili.
Il motivo principale per specificare materiali a bassa emissione di gas è prevenire la contaminazione molecolare. Nell’ingegneria aerospaziale e della difesa, due parametri e una norma regolano questa specifica:
Affinché un materiale sia considerato a “basso degassamento” o “approvato dalla NASA” per la maggior parte delle applicazioni ad alta affidabilità, deve tipicamente superare lo standard di prova ASTM E595, che richiede: TML ≤ 1,0% e CVCM ≤ 0,10%.
Gli sviluppatori dovrebbero richiedere il certificato ASTM E595 al produttore dell’adesivo. Per i sistemi ottici più rigorosi, alcune piattaforme richiedono un CVCM pari o inferiore allo 0,05%.
Adesivo a basso degassamento di Dymax, il 9801.
La scelta del materiale è dettata dalla sensibilità del componente, dal profilo termico e dai requisiti strutturali.
Per i carichi utili elettro-ottici/infrarossi (EO/IR), le telecamere iperspettrali e i telemetri laser, la contaminazione è un fattore che compromette immediatamente le prestazioni. Gli adesivi ottici devono mantenere l’accuratezza radiometrica e la stabilità focale impedendo l’accumulo di film molecolari sulle lenti o sugli array di rilevatori. Devono inoltre gestire il disallineamento dell’espansione termica tra metalli, vetro e alloggiamenti compositi.
Gli adesivi a polimerizzazione UV a basso degassamento sono preferiti per l’incollaggio rapido di lenti, fibre ottiche e prismi grazie ai loro tempi di polimerizzazione rapidi e alla possibilità di essere formulati come adesivi a bassa viscosità che penetrano in spazi ristretti senza calore eccessivo. Gli adesivi siliconici a basso degassamento sono utilizzati per lo smorzamento flessibile e l’alleggerimento della tensione intorno agli array di rilevatori per compensare il disallineamento del coefficiente di espansione termica (CTE).
Gli adesivi sono essenziali per fissare i componenti contro le intense vibrazioni e i cicli termici a cui sono sottoposti gli UAV e gli UGV ad alte prestazioni e devono fornire una stabilità dimensionale prevedibile insieme a proprietà elettriche e termiche stabili.
Gli adesivi epossidici a basso degassamento (monocomponenti e bicomponenti) sono fondamentali per il fissaggio dei componenti, il riempimento e il fissaggio dei dissipatori di calore, offrendo una resistenza meccanica superiore e una stabilità della temperatura di transizione vetrosa (Tg). Gli adesivi elettricamente conduttivi a basso degassamento (tipicamente epossidici caricati con argento) sono fondamentali per garantire la continuità della schermatura EMI e la messa a terra dei sensori sensibili, fungendo spesso da alternativa affidabile alla saldatura tradizionale in assemblaggi delicati.
Sebbene la contaminazione all’interno del laminato strutturale sia meno comune, le linee di incollaggio vicino alle baie avioniche o alle cavità interne devono rispettare gli standard di degassamento. Devono fornire un’elevata resistenza meccanica, resistenza alla fatica e un rilascio minimo di sostanze volatili nei vani di carico adiacenti.
Gli adesivi epossidici a bassa emissione gassosa in due parti offrono l’elevata forza di incollaggio e la durata necessarie per le cellule composite, i radome e le superfici di controllo. Il loro rilascio minimo di sostanze volatili protegge i componenti elettronici sensibili integrati in queste strutture o nelle loro vicinanze.
| Tipo di adesivo | Vantaggio principale | Applicazione tipica in UxS | Considerazioni critiche |
| Epossidico (a bassa emissione di gas) | Massima resistenza meccanica, resistenza chimica, Tg elevato. | Giunti strutturali, fissaggio di componenti, incollaggio di dissipatori di calore. | Richiede polimerizzazione a caldo (stress termico); garantire la polimerizzazione completa per soddisfare TML/CVCM. |
| Polimerizzazione UV (basso degassamento) | Velocità di polimerizzazione molto elevata, basso ritiro, erogazione precisa. | Incollaggio ottico, fissaggio di fili, fissaggio temporaneo. | Profondità di polimerizzazione limitata; è necessario utilizzare la doppia polimerizzazione o la post-polimerizzazione termica per le aree in ombra. |
| Silicone (basso degassamento) | Flessibilità, ampio intervallo termico, smorzamento di urti/vibrazioni. | Riduzione del disallineamento CTE, incapsulamento/rivestimento di sensori. | Deve essere formulato per ridurre al minimo la migrazione di silossano (un comune contaminante ottico). |
| Conduttivo elettricamente | Messa a terra elettrica e continuità (schermatura EMI/RFI). | Montaggio di componenti RF, connessioni del piano di messa a terra. | Mantenimento di una conduttività stabile in condizioni di stress termico e umidità. |
| Nastro adesivo/pellicola | Applicazione pulita, spessore uniforme, rilavorabilità. | Fissaggio dei cablaggi, strati di interfaccia termica. | Selezionare varianti in poliimmide o acrilico/silicone speciale per prestazioni di degassamento ridotte. |
Quando si considera un adesivo siliconico a bassa emissione di gas, prestare attenzione. I siliconi standard per uso generico sono noti per il rilascio di molecole di silossano, che si condensano facilmente e danneggiano le ottiche e i contatti elettronici sensibili. Specificare sempre:
Applicando rigorosamente lo standard ASTM E595 e selezionando sostanze chimiche ottimizzate per un rilascio minimo di sostanze volatili, gli ingegneri garantiscono che i sistemi senza pilota mantengano le massime prestazioni, anche negli ambienti più esigenti ad alto vuoto e alta temperatura.
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