Diseñar uniones adhesivas que generen menos tensión

Este diseño básico basado en un empalme de extremos perpendicular no es el idóneo para una unión adhesiva. La tensión principal es de cizalladura, que resulta altamente desfavorable para la unión con adhesivos. La modificación del diseño original añade un componente adicional para reforzar la unión de los componentes originales. Esto redistribuye parte del esfuerzo de desgarro como esfuerzo de cizalladura, lo que refuerza la unión. Un componente mecánico del refuerzo exterior también podría evitar las fuerzas de impacto. Sin embargo, esta unión requiere el uso de una segunda pieza de material y, probablemente, un proceso de unión en dos pasos.

El diseño renovado mejora el rendimiento y la producción. Es mejor que el segundo diseño porque, ahora, la unión no requiere piezas o trabajo adicionales. Esta unión requiere dos piezas de material con una complejidad de mecanizado mínima y se monta en un solo paso. También es más resistente que el resto de diseños, pues las fuerzas de desgarro se sustituyen por completo por una fuerza de compresión, que es la tensión más preferible en las uniones adhesivas.

Las uniones de solapamiento colocan el adhesivo en cizalladura (resistencia para adhesivos). Mientras que, en condiciones idóneas, el adhesivo se mantiene en cizalladura en todo momento, ¿qué sucede cuando una unión de solapamiento experimenta un esfuerzo de desgarro o cuando el esfuerzo de cizalladura no está perfectamente en plano?

A pesar de ser muy común en las uniones adhesivas, una simple unión de solapamiento podría no proporcionar la resistencia necesaria en todas las situaciones. Por lo general, una unión de solapamiento sencilla está sometida a un esfuerzo de cizalladura. Sin embargo, dicha cizalladura se aplica ligeramente fuera de plano y, a medida que la unión se extiende, empieza a transformarse en desgarro. Esto concentra cierta tensión en los bordes iniciales de la unión de solapamiento.

Para mejorar la unión, puede diseñarse un "ajuste" en uno de los sustratos que ahora sitúe la tensión dentro de plano y ayude a mantener la cizalladura en el adhesivo. El adhesivo se encuentra ligeramente fuera de plano respecto de la tensión, lo que aún podría concentrar parte del esfuerzo de desgarro a medida que la unión se extiende.
Otras mejoras posibles son las uniones de "doble solapamiento". Ahora, ambos sustratos son mecanizados o moldeados y se solapan entre sí. De esta forma, cuando la unión se somete a un esfuerzo de cizalladura, la tensión y el adhesivo están en un mismo plano. Si hay fuerzas de desgarro presentes en el momento del montaje, aún podría haber cierta concentración de tensión.