智能扫地机器人--UV胶密封粘接工艺：做一件事情，如果第一次就做对了，那第二次大概率是对的.

但如果第一次做错了，那么第二次我宁愿相信他依然会做错.

尽可能地第一次就把事情做对，这是我一贯的做事态度.

所以我准备用一整篇很长的贴子，介绍UV点胶密封粘结工艺.

但是，也并不是所有的事情都能第一次就做对.如某些特殊新材料的验证，某种不完善的新结构的摸底测试，某种新工艺的导入，等等.

一般情况下，引入点UV胶密封粘接工艺就是一种很难第一次就完美成功的工艺.需要不断地调试优化进而完善.我也曾经历经两个半月，大约四五轮的改善，在供应商的帮助下，才将UV胶粘接工艺导入量产.

智能扫地机器人上，水箱经常会用到UV胶密封粘结.其次是某些无法超声焊接的尘盒也会用到UV胶密封粘接.

我将在我有限的认知和仅有经验内，从一个普通设计工程师的角度出发，出一整片贴子介绍UV胶密封粘接工艺，用以给大家设计参考斟酌.

以下是本贴正文

一、 UV胶密封粘接工艺步骤

我将其分为4步：点胶—合盖—压合—固化

二、设计参数




1. 点胶槽侧隙：0.15-0.2

此处建议最小值取0.15，事实上通常大家均取0.1mm量产效果也很好.但依然强烈建议优先取较大值，此处间隙对气泡的改善最为明显.

• 间隙越大，在上下壳体合盖时，越有利于气体侧逃逸出去从而避免产生气泡.若是此处产生气泡，后期几乎很难优化---主要作用
• 间隙越大，对于上下壳体零件的尺寸和变形公差的包容度越大，越有利于轻松扣合上下盖；但特殊形状零件如U形零件会内凹变形，很难合盖，不得已还需增加整形工装---主要作用
• 此外此间隙大对零件模具加工和注塑调参的包容性更大；
• 此值不能太大，太大上下壳体之间会产生台阶，容易刮手

2. 点胶槽底部间隙：0.2-0.3

建议取中值0.25或0.3，通常取0.2量产效果也很好.

但此值越大越有利于调机，胶量少一点也不会漏气，胶量多一点也不会溢胶)

3. 倒角溢流槽：C 0.2

建议此处必须倒角，建议值C 0.2，若主壁厚厚也可取C 0.3.

• 此处倒角，便于走胶调机，胶量多一点也会被倒角收藏，不会溢出---主要作用
• 对点胶机吐胶的不均匀性具有包容性
• 便于装配导向

4. 公止口拔模角度： 3°-5°

在满足零件注塑走胶的前提下，建议优先取较大值.

• 便于合盖时排气.较大有利于扣合时下压的气体从止口侧隙逃逸出来从而避免产生气泡，此处对改善气泡明显---主要作用
• 此外角度大还有利于轻松扣合上下壳体。止口高度很低，所以增加角度上下断差不会太大
• 曾经此值取0.5°也有量产效果很好的产品，但依然建议优先取大值.

5. 母止口拔模角度：2°

若主壁厚较厚，建议优先取较大值，较大有利于空气逃逸从而避免产生气泡，此处对改善气泡明显；

此外角度大还有利于轻松扣合上下壳体。止口高度很低，所以增加角度上下断差不会太大.此处也曾取过0.5度，量产效果也还好.即便如此还是强烈建议优先取较大值.

6. 点胶槽深度：1.5-2.2(2.5)

此处比较特殊，建议优先取中间值，其次是取小值，最后是取大值.

• 槽深1.5量产效果挺好.粘接强度OK.事实上粘接强度与胶水本身关系很大，与槽深关系不大
• 槽太深无益，太深的时候，当点胶量稍大时，上下盖合盖过程中，胶容易将顶部封住，从而导致气体无法完全逃逸产生气泡.也就是说槽太深的设计，同时对槽宽合点胶量的参数要求苛刻.槽深和槽宽以及点胶量存在一定的关联性.此处无法简单配图解释，要是不理解可以自行分析下：槽深和槽宽一定的前提下，分析下当点胶量少/中等/多三种情况下，合盖过程中胶的流动情况. ---主要作用
• 槽浅合盖时止口下落高度低气体容易溢出，更不易产生扣合渗入的气体而减少气泡， ---主要作用
• 太深首先在同等壁厚的前提下，公止口和母止口的拔模角度无法做大，也就是说在相同前提下，侧隙无法取到较大值.
• 深度大用胶量大，但密封牢靠，此处请忽略粘接强度的加强

7. 公止口壁厚：0.7-0.9

建议优先取最小值0.7，不建议取太大，太大则零件的主壁厚太厚，缩水风险高，此值的选取还要参考零件大小和零件的主壁厚

8. 公止口尖端厚度：最小值取0.4-0.5

此值与拔模角度和止口的壁厚有关，不能太小，太小注塑不好走胶

9. 点胶槽底部圆角：R0.2

通常情况下此处建议取R0.2，不建议取其他值.

• 根部没有圆角或者有自然加工圆角均可以量产且效果不错，
• 但此圆角有两个好处，一是圆角可以减少根部产生很小的细密气泡.若是尖角胶水不易完全渗入从而在内部存在空气产生气泡
• 二是可以提高胶水的流动性，避免走胶挂壁流向一侧.但如果允许点胶槽宽度做大，底部倒全圆角理论上最好

下图是点胶槽未加圆角产生气泡的效果

10. 点胶槽轮廓上的圆角

在不影响外观的情况下尽量选大圆角过渡，且内外圆角必须均匀一致

此圆角越大，越有利于点胶机针头走胶，方便调设路径，避免撞针，避免少胶缺胶风险.内外圈圆角若不一致则点胶槽宽度不均匀，会出现少胶情况；事实上急转弯的位置通常都会缺胶,因为常见的点胶机直线速度和圆弧插补速度一样且无法调节

11. 点胶槽轮廓在Z轴上的倾斜角度

正常情况下点胶槽是在同一平面内，若点胶槽迫不得已要做倾斜，则此倾斜角度越小越好

首先点胶槽尽量在同一平面内，这样对于UV胶水的粘稠度包容性较大，即使稀一点的UV胶水也能很均匀地分布在槽内；但是倾斜角度大的点胶槽不能用流动性好的胶水，胶水容易向下方流动，曾经倾斜角度6.5°用稍稠的胶水量产成功

12. 点胶零件的材质

ABS(ABS920/ABS757)和PC(PC2405)验证OK，切换材料时需要重新验证胶水

13. 点胶零件的颜色：透明(无色透明和透明蓝)或半透明(包含半透黑)

• UV胶水固化需要紫外线穿透，所以零件必须是透明或半透明，浅蓝色浅灰色亦可.理论上颜色越透越有利于紫外线透射，越有利于缩短固化时间，提高生产效率
• 此处固化时间和UV灯的光强功率和波长均有关系，功率越大固化时间越短，波长越长越有利于衍射穿透障碍物，更有利于固化
• 实测透明色和蓝色透明均固化ok，固化时间没有明显差别，固化时间约20S，但半透黑固化时间约40S，即便固化时间40S，但粘接强度亦不如透明色

14. 点胶槽的模具处理要求：点胶槽的相关面均省光到800#

模具上面胶槽不建议抛光，胶水接合的面建议省光到800#即可，太光不利于胶水粘接




三、上下壳体零件要求




1. 上下壳体的变形量

上下壳体的变形量必须小，若上下盖不能很轻松扣合到位，则建议调整注塑参数消除变形，必要时可增加整形工装，如U形零件会内凹，通常需要工装校正;

2. 上下壳体的平面度

上下壳体的平面度控制越小越好，平面度不好情况下，上下壳体合盖后局部反弹会吸入空气从而产生很多很大的气泡.此问题虽然可以用压合工装和固化UV工装合二为一改善，但最起码前提也要上下盖要能先合在一起.

平整度不好和变形较大的零件产生的气泡特征：局部气泡很大甚至切形成断胶带，

如下图

3. 上下壳体的公差带

建议上下壳体都走尺寸中线(或者母止口一侧的零件走中线稍稍偏上，公止口的一侧走中线稍稍偏下，更便于扣合)，其次取都走上公差或下公差,最差的是一个走上极限公差一个走下极限公差，这样会导致无法轻松合盖，并且上下壳体之间存在断差会刮手.影响外观和用户体验.

4. 上下壳体的表面要求：表面抛光或晒纹均可

理论上表面抛光更有利于紫外线透射，有利于缩短固化时间；但事实上表面晒纹依然可以固化，且两者固化时间几乎没有多少区别

四、点胶机

1. 点胶机的点胶气压稳定且要可微调.气压不稳定会导致吐胶不均匀和不连续.不可微调直接连接供气管路的气，点胶机气压稳定性较差.

2. 点胶机的点胶针管固定精度要高.避免调试更换胶管前后针头位置有微小变化，从而使针头的高度或是平面位置有变化，从而导致撞针挂壁，针头无法居中走胶等问题.则必须重新调整走胶路径.

3. 点胶的针头建议优先选择软针头.软针头可避免因零件变形或零件放置不到位而引起的撞针.

4. 走胶速度建议单独可调.有些点胶机程序太简单落后，每次调机前速度定下后无法更改.尽量选择走胶速度单独可调的点胶机，便于分别调整走胶速度或吐胶压力来控制胶量.

5. 走胶的直线速度和圆弧速度可单独调整其速度.有些点胶控制路径的程序太简单不可调整，面对有急转弯或胶槽宽度不均匀的点胶槽，无法适应其点胶.正常情况下，圆弧的插补速度相对与直线的走胶速度应该更小，一方面是走圆弧段时存在离心力，胶水会被甩出胶槽，另一方面若拐角处胶槽宽度大可以多停留一会多点点胶，这样避免在急转弯或者胶槽宽的位置密封不好漏水.

五、胶水选型

1. 胶水粘稠度要求：粘度适中好.胶水稀则流动性好，但固化时间长，且粘接强度不够.胶水粘稠则当走胶挂壁时胶槽两侧的胶量不一样.所以在满足粘接强度的前提下，尽可能选较稀的胶水.实测越稀的胶水产生的气泡越少.

2. 胶水选型其实也是很关键的一步，建议优先找有成熟量产的胶水厂家，建议多试十几种胶水，选出合适的胶水.

3. 同一款胶水在夏天和冬天不同温度的条件下，胶水的粘度和流动性会有较大的变化，需要求供应商在不同时间段更新掺杂的比例.确保粘度和流动性尽量一致.

六、合盖方法

推荐2种合盖方法：缓缓扣合

1. 优先选择将上壳与下壳止口对齐，然后轻轻放上去，用工装按压.整个过程中尽量不要用手按压.这种情况下由于是整体落下，槽中空气来不及逃逸会产生一些气泡.若发现有气泡，请尝试第二种方法

2. 将上壳微微倾斜，先让一侧落下，然后另一侧缓缓自由下落.这种方法可以将气体从一侧赶到另一侧，更有利于气体逃逸，从而避免产生较多的气泡.

七、压合+固化 工装

1. 集成工装和单独工装

当零件受力面积小，点胶槽形状简单时，压合和固化可以集成在一整套工装上.便于提高效率;

当零件受力面积大，点胶槽形状复杂时，此时建议压合工装和固化工装单独制作.此时必须保证零件的每处受力尽量均衡，若依旧采用集成在一套工装上，也不能采取气缸推动推板下压的方案，因为这样无法使零件整个下压平面上受力均衡，从而零件发生回弹吸入很多空气，产生很多气泡.----此点非常重要

2. 下压方式：建议平稳缓缓下压

针对集成工装，下压的平面必须平整，下压板建议安装4个导柱.

针对单独工装，搬移过程中需要注意轻拿轻放，避免震动吸入空气.

3. UV灯选型

热光源汞灯和LED UV灯均可.

据成熟胶水厂商提供信息：UV固化的LED灯珠通常选LG或韩国首尔半导体，国产LED灯光强衰减会比较快.

通常产生的波长在365-405nm，尽量选用较长波长的灯珠，便于绕过障碍物，照射距离更远.




八、调参

1. 走胶路径：走胶针头必须是在点胶槽的正中间，不能偏向一侧产生胶水挂壁.但有时候为了避免外观溢胶可以让点胶针头偏向内侧，把溢胶面赶到内侧，保护外观面没有溢胶.一般情况均需两侧都不要有溢胶，将溢胶面赶到内侧乃不得已而为之.

2. 走胶速度：走胶速度需要根据出胶量调节，不能太快也不能太慢.确保点胶槽内有合适的胶量，粘接后既没有缺胶也不能有溢胶.走胶太慢会影响效率.

3. 点胶压力：通常出胶用气压控制.可以通过同时控制走胶速度和点胶压力来控制点胶量.需留意点胶机必须配备压力桶，将压力控制稳定出胶量才能稳定，否则直接用管路里的压力走胶非常不稳定.压力变化很大. ----此点非常重要

4. 点胶针头应尽量伸入胶槽底部，使胶紧贴槽底，便于调机，不易溢胶，产生气泡

九、UV胶密封粘接工艺评估标准

1. 水箱气密性测试

• 必须保证在工作状态的气压下，水箱UV胶水粘合部位不能有漏气.
• 请注意此处的输入压力是水箱的工作压力，并不等于气泵的输出压力，此压力可以直接测量，假设为P
• 则充气气压P，保压时间5S，保压后标准气压为P±1kPa.若气压在此标准气压范围内即判定合格.
• 小米P取8kPa，小狗取12Kpa

2. 外观标准

• 溢胶：内外表面均不能有溢胶；迫不得已可以先保证外观面不能有溢胶
• 气泡：不能有很多很大的气泡，影响外观；也不能有一连串细密的气泡
• 缺胶：不能有明显的缺胶行程的痕迹，会影响外观

3. 装水裸跌测试

水箱装满水，1m高度一棱六面三角自由下落，确保粘结部位不能有开裂漏气

4. 高低温循环测试

高低温循环测试后不能有漏气或漏水

请注意漏气不一定会漏水，但是漏水一定会漏气，确实有出现过高低温循环之后跌落出现漏气而不漏水的情况.

5. 固化时间

固化时间不要太短，也不要太长，通常选15S-20S左右.固化时间与胶水、零件材质、颜色均有关系。太长影响生产效率，太短LED灯表面温度高容易老化衰减，通常温度不要超过90°，温度太高需要水冷或降低UV灯功率，加长固化时间。

十、其他后期维护

1. 据UV胶水厂家介绍：固化UV胶水的LED灯珠会随着使用的时间光强会衰减，需要制定光强的标准，每段时间测试紫外线的光强，此光强与胶水和固化时间有关系，通常光照强度大于等于800Mw/cm²

2. 同一款胶水在夏天和冬天不同温度的条件下，胶水的粘度和流动性会有较大的变化，需要求供应商在不同时间段更新掺杂的比例.确保粘度和流动性尽量一致

十一、UV密封粘接使用条件和优缺点

通常情况下，结构简单的零件优先选择超声焊接工艺，生产效率高.报废率也高.对于结构复杂的水箱来说，报废率和调机带来的损耗更高.




但是超声还是有自身的缺陷.

1. 声波的传播必须需要介质，不能在超声传播的方向上有凹洞

2. 面对超声线分布不均匀的零件，超声能量却无法根据超声线的多少和位置分布

3. 面对大的零件，超声机功率不够导致超声能量不够且不均匀

4. 面对高度差较大的的两个闭合超声线，很难超声

5. 当超声面在Z轴上斜度很大的时候很难超声

但是对于水箱，越来越多的厂家已经开始在用UV胶密封粘结工艺,因为粘结可靠性高，报废率低.且在一些时候，尘盒和水箱是无法用超声完成焊接的.

十二、UV胶水密封粘结工艺的成败关键

此工艺成败的关键，主要在外观气泡，所以关键就是减少气泡.

按照影响因素的大小排序如下：

1. 压合工装：复杂且较大的零件，强烈建议一定选择分布均匀的手指按压结构，不要采用气缸推板方案按压。

2. 胶水：胶水选型、粘稠度,产生的气泡少且能满足粘接强度要求.

3. 设计参数

4. 调机：包含走胶路径、走胶速度、吐胶量等

十三、比较理想的UV密封粘结样品







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