Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 2/2017 vyšlo
tiskem 17. 2. 2017. V elektronické verzi na webu od 10. 3. 2017. 

Téma: Elektrické přístroje – spínací, jisticí, ochranné a signalizační; Přístroje pro inteligentní sítě

Hlavní článek
Atypický návrh výkonového stejnosměrného zdroje se středofrekvenčním transformátorovým filtrem rušivého napětí

Aktuality

Veletrh Věda Výzkum Inovace 2017 zahájí místopředseda vlády Pavel Bělobrádek Letošní ročník Veletrhu Věda Výzkum Inovace zahájí na brněnském výstavišti 28. února 2017…

Chytré lampy PRE potvrdily zhoršenou smogovou situaci v Praze Chytré lampy PRE potvrdily v rámci svého pilotního provozu, že v Holešovicích a…

Jak se bydlí v pasivních domech, řeknou jejich majitelé na veletrhu FOR PASIV Další ročník veletrhu FOR PASIV, který je zaměřený na projektování a výstavbu…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze představí zájemcům o studium moderní techniku i její historii Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá v pátek 20. ledna od 8.30 hodin první…

Loňská výroba Temelína by stačila k pokrytí téměř roční spotřeby českých domácností Přesně 12,1 terawatthodin elektřiny (TWh) loni vyrobila Jaderná elektrárna Temelín. Je to…

Osmý ročník Robosoutěže Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze ovládli studenti Gymnázia Zlín V pátek 16. prosince se v Zengerově posluchárně Fakulty elektrotechnické ČVUT na Karlově…

Více aktualit

Lepení plastů

Ross Jones, DELO Industrie Klebstoffe
 
U konstrukcí z lehkých materiálů hrají plas­ty klíčovou roli. Stále nové směsi a kompo­zity představují téměř nekonečné možnos­ti použití a současně také nové výzvy pro techniku spojování. Lepicí vlastnosti mo­hou být do značné míry ovlivněny i třeba jen malými změnami ve struktuře daného plastu. Zvýšení pevnosti spoje lze docílit vhodnou úpravou povrchu plastu.
 
Plasty se těší trvale rostoucí oblibě ve stá­le širší oblasti použití. Důvod úspěchu v po­užívání technických plastů spočívá v jejich nesporných výhodách oproti jiným druhům materiálů. Plasty se vyznačují především ma­lou hustotou, která umožňuje snížení hmot­nosti u finálních výrobků. Tato skutečnost má stále větší význam např. při konstrukci leh­kých letadel nebo v automobilovém průmys­lu. Aby bylo možné vyhovět vysokým náro­kům kladeným na vlastnosti plastů zvláště v těchto oblastech, je mnoho plastů vyrábě­no jako kompozity – vyztužené plasty. U této metody jsou výztužné materiály (především skleněná nebo uhlíková vlákna) vkládány do formy společně se syntetickými pryskyřice­mi. Tyto kompozity mají podobnou pevnost jako kovy, ale jsou výrazně lehčí. Z plastů vyztužených vlákny jsou např. vyráběny ně­které části karoserií silničních vozidel. Navíc jsou plasty dobrými elektrickými a tepelnými izolanty. Některé technické plasty se kromě toho vyznačují velmi dobrou odolností vůči nejrůznějším médiím. Díky tomu nejsou vů­bec nebo jen velmi málo narušovány zása­ditými látkami a kyselinami. Tyto robustní plasty lze najít např. v automobilech, kde se používají pro sací potrubí, benzinová vedení a čerpadla, tlumiče výfuku, jakož i díly pro motorový prostor.
 
Plasty jsou v současné době rovněž ne­postradatelné v elektronickém a elektrotech­nickém průmyslu. Ať jde o jednoduché ka­bely nebo počítače – podstatné části mno­ha přístrojů jsou vyrobeny z plastu. V těchto oblastech je široký prostor pro využití vel­kého aplikačního potenciálu této skupiny materiálů podle požadavků zákazníka přede­vším s ohledem na optiku, strukturu povrchu a spolehlivost.
 

Požadavky na techniku spojování

Rychlý vývoj v oblasti plastů je spojen s rostoucí rozmanitostí druhů plastů, což zvy­šuje rovněž požadavky na techniku spojo­vání. Z tohoto důvodu tak již nelze mnoho standardních lepených spojů realizovat buď vůbec, nebo jen velmi nákladně komplex­ní metodou svařování plastů. Díky tomu tak technika lepení jako moderní metoda spojo­vání nabývá stále více na významu.
 
Pro vytvoření optimálního spojení lepicí technikou je třeba brát v úvahu různé fakto­ry. Prvním faktorem je správný výběr plas­tu, jehož vlastnosti mají zásadní vliv na le­pitelnost, popř. technologii zpracování. Ně­které technické plasty, jako je např. skupina polyolefinů, lze často lepit pouze po vhodné předúpravě. Různé plasty mají přísady separačních a kluzných prostředků, popř. mazadel pro snad­nější vyjímání z formy. Tyto přísady však mají negativní vliv na adheziv­ní síly a vedou ve většině případů ke snížení pevnosti spoje. Na spolehli­vost spojení materiálů má také ne­zanedbatelný vliv technologie výro­by plastových dílů. Jde např. o volbu výrobní metody (lití, tažení, lisování, vstřikování) nebo nastavení výrob­ních parametrů u zvolené metody. Tyto efekty lze velmi dobře pozoro­vat na metodě vstřikování.
 

Nepatrné změny s významnými účinky

V aplikačně-technické laborato­ři DELO Industrie Klebstoffe byly uskutečněny testy na zkušebních vzorcích PPO (Polyphenylenoxide, polyfenyloxid), jež byly pod tlakem lity (vstřikovány) do forem s růz­ným nastavením parametrů (licí rychlost, teplota formy apod.). Při­tom bylo zjištěno, že zvýšení licí rychlosti vede většinou ke zhorše­ní přilnavosti lepidla, a to nezávis­le na zvoleném výrobku či výrobko­vé skupině. Právě tento efekt bývá často klíčem k vyřešení mnoha pro­blémů na straně zákazníků, kteří se již mnoho let zabývají lepením komponent, a přesto u nich vznikly neočekávaně technologické potíže. Jedním z důvodů mohou být právě změny ve výrobním postupu doda­vatele plastů. Zvýšení licí rychlosti z 10 na 100 mm·s–1 u testovaného vzorku PPO (obr. 1) vedlo u zkou­maného lepidla DELO-MONOPOX AD066 k poloviční statické smyko­vé pevnosti.
 
Další ovlivňující faktor u tlako­vého lití představuje teplota formy. Je-li při teplotě formy 55 °C a licí rychlosti 10 mm·s–1 dosaženo sta­tické smykové pevnosti asi 35 MPa, pak zvýšením teploty formy na 105 °C vzros­te tato pevnost přibližně o 5 MPa.
 
Z těchto výzkumů získává společnost DELO cenné zkušenosti pro technickou pod­poru zákazníka. Již v procesu vývoje výrob­ku zákazníka je třeba velice přesně respek­tovat vlastnosti a parametry zpracování po­užitých plastů.
 

Triky pro optimální spojení

Po zvládnutí správné volby plastů existu­jí další možnosti, jak optimalizovat přilna­vost lepidel – např. pomocí různých metod předúpravy povrchu. Tyto metody jsou běžně používány pro zvýšení polarity a povrchové­ho napětí plastu. K nejúčinnějším a nejvíce rozšířeným metodám povrchové předúpravy patří kromě použití nízkotlakého nebo atmo­sférického plazmatu předúprava plamenem a korónou. Výsledky rozsáhlé řady testů na toto téma jsou shrnuty v brožuře společnos­ti DELO s názvem Lepení plastů (lze si ji vyžádat na e-mailu: marcom@DELO.de). V určitých oblastech použití mohou být smysluplnou alternativou také podkladový nátěr (podklad) a adhezní mediátor, díky nimž lze docílit větší pevnosti a lepší odol­nosti proti stárnutí. V technických labora­tořích DELO byl zkoumán vliv podkladu a adhezního mediátoru na statickou smy­kovou pevnost u různých plastů. Pozornost byla přitom zaměřena na skupinu plastů LCP (Liquid Crystalline Polymer, polymer z teku­tých krystalů). Tyto „samovýztužné“ plasty mají mechanické vlastnosti, kterých lze ji­nak docílit pouze u polymerních materiálů vyztužených vlákny, avšak při lepší zpraco­vatelnosti. Mezi další výhody této kategorie plastů patří velká rozměrová stálost, široký teplotní rozsah použitelnosti a dobrá odol­nost vůči chemikáliím.
 
Do testů v rámci tohoto výzkumu bylo vedle teplem tvrditelné epoxidové pryskyři­ce DELO-MONOPOX 6093 zahrnuto také dvousložkové polyuretanové lepidlo DELO-PUR 9694. Kromě plastů LCP byly zkou­mány další dva technické plasty, a to ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene, akrylonit­ril-butadien-styren) a PA (Polyamide, poly­amid), které nacházejí uplatnění především v průmyslových aplikacích.
 
Při použití podkladových nátěrů, speciál­ně pak základního organického činidla pro přípravu lepených povrchů DELO-SACO SIL E, lze v mnoha případech docílit zvýše­ní statické smykové pevnosti. Zvláště u le­pidel DELO-PUR 9694 a DELO-MONO­POX 6093 je možné ve spojení s podklado­vým nátěrem DELO-SACO SIL E dosáhnout u všech tří zkoumaných plastů výrazného zvýšení pevnosti, jakož i zlepšení odolnosti proti stárnutí a dlouhodobé stability chování.
 

Dobrá podpora od samého začátku

Lepitelnost plastů – a tím i ovlivnění celkové kvality provedení spoje – závisí na mnoha fak­torech. Zdánlivě nevýznamná rozhodnutí v po­čáteční fázi projektu mohou mít v dalších pro­cesních krocích dalekosáhlé důsledky. Z toho­to důvodu je prioritní snahou společnosti DELO poskytovat podporu zákazníkům v podobě tech­nického poradenství již od samého počátku spo­lupráce, což umožňuje zákazníkům dosáhnout stanovených cílů v co nejkratším čase.
 
Společnost DELO se již mnoho let in­tenzivně zabývá lepením plastů a vypraco­vala a zdokumentovala velké množství tes­tů, výzkumů a analýz. Technické plasty jsou v současné době v popředí zájmu a nacháze­jí uplatnění zejména v elektronice a v auto­mobilovém průmyslu.
 
Lepidla DELO jsou používána např. pro utěsnění nebo zalévání senzorů či elektro­nických krytů za účelem ochrany před médii, k upevňování komponent a lepení prvků, kte­ré jsou zčásti vystaveny extrémním vlivům, jako např. vysokým teplotám, agresivnímu prostředí nebo vlhkosti.
 
 
Obr. 1. Vliv parametrů lití vstřikem na pevnost lepeného spoje s DELO-MONOPOX AD066
Obr. 2. Vliv různých podkladových nátěrů na pevnost spoje při použití jednosložkového teplem tvrditelného lepidla z epoxidové pryskyřice DELO-MONOPOX 6093
Obr. 3. Vliv různých podkladových nátěrů na pevnost spoje při použití dvousložkového zastudena tvrditelného lepidla DELO-PUR 9694