TECH TOPICS

技術トピックス

2022.04.10

2024.02.13

基礎知識

金属と樹脂の接合強度を高める接合方法の紹介

今回の記事では、金属の強度と樹脂の強度についてご説明させて頂きます。

強度を示す指標に、引張強さがあります。引張強さは、金属の最大の応力度を示しています。応力度とは、「単位面積当たりに生じる応力」のことであり、応力とは「外力を受けた部材内部に発生する内力」のことをいいます。

引張強さを一言で言うと、「金属を引っ張ってちぎれるまでの力」のことです。

金属の引張強さの目安は以下の通りです。

データ元：MISUMI-VONA 金型材料の引張強さの目安（URL：https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/plastic_mold_design/pl04/c0942.html）をもとに当社にて加工

※上記は目安となります。熱処理方法等により変化します。

樹脂の強度についても、金属と同様に引張強さによって示すことができます。

樹脂の引張強さの目安は以下の通りです。

データ元：プラスチック加工.lab プラスチック樹脂（URL：https://www.plastic-kakou.net/material/plastic.html）をもとに当社にて加工

※上記は目安となります。条件により変化します。

金属と樹脂を接合した場合、接合強度は主に、引張接着強さと剪断接着強さで示されます。

接合した金属と樹脂について、接合面に対してそれぞれ反対方向に垂直に力がかかった場合の、接合面が破損する際の強さのことです。

剪断接着強さとは、接合された金属と樹脂を、反対方向にずれさせた場合の剪断応力によって接合部が破損した際の強さのことです。

当社の開発した金属と樹脂の直接接合技術ALTIMは、金属と樹脂の高強度接合を実現することができます。

ALTIMで接合した場合、引張剪断試験をおこなった際の接合強度を、以下に示します。

樹脂	金属	平均強度(MPa)	破壊モード	接合時点の界面温度(℃)
PPS Tm. 281℃	SPCC	26.9	3/4材料破壊 1/4凝集破壊	240
	SUS304	27.9	4/4材料破壊 1/4凝集破壊	240
	A1050	21.7	3/4材料破壊 1/4凝集破壊	210
	純チタン	27.8	2/4材料破壊 2/4凝集破壊	250
PBT Tm. 224℃	SPCC	23.5	凝集破壊	230
	SUS304	24.9	2/4材料破壊 2/4凝集破壊	215
	A1050	22.9	3/4材料破壊 1/4凝集破壊	180
	純チタン	25.1	1/4材料破壊 3/4凝集破壊	250
PA66 Tm. 265℃	SPCC	23.3	凝集破壊	240
	SUS304	26.4	凝集破壊	240
	A1050	18.3	凝集破壊	220
	純チタン	21.0	凝集破壊	240
PP Tm. 165℃	SPCC	15.2	凝集破壊	155
	SUS304	23.9	凝集破壊	160
	A1050	18.0	凝集破壊	140
	純チタン	18.4	凝集破壊	160