Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Možnosti a způsoby průmyslového lepení
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Možnosti a způsoby průmyslového lepení

V oblasti spojování materiálů je lepení jednou z nejběžnějších metod, kterou každý známe z domova například v podobě sekundového lepidla či lepicí pásky. Průmyslové lepení je oproti běžnému lepení mnohem komplexnější proces, neboť jsou na výsledný spoj kladeny přísnější požadavky. Pojďme se tedy podívat, jak a co se lepí za zavřenými dveřmi továren.

Úspěšná realizace spoje tak, aby splňoval všechna potřebná kritéria, není definovaná pouze lepeným materiálem a výběrem lepidla. Do procesu vstupuje mnoho dalších faktorů, které mají na výsledek zásadní vliv. Mezi takové faktory patří například teplota materiálu, jeho povrchová úprava, rychlost výroby, přesnost, relativní vlhkost okolí atd. Teplota je zásadním faktorem především u tavných lepidel. Technické řešení, které funguje správně v letních měsících výroby, už nemusí fungovat v zimě a stačí k tomu snížení okolní teploty o pár stupňů Celsia. V Kaletechu mluvíme o „15 neznámých“, které ovlivňují lepení. Všechny tyto neznámé je třeba brát v úvahu a poznat ještě před navržením řešení.


Schéma plošného nánosu lepidla. (Zdroj: Kaletech)

Rozsah možností průmyslového lepení je obrovský a způsoby aplikací se liší podle potřeb jednotlivých výrobních segmentů. Zdaleka nejrozšířenějším způsobem je nanášení tavného lepidla, anglicky známé jako „hotmelt“. Princip je vcelku jednoduchý. V tavné jednotce se lepidlo roztaví na pracovní teplotu (obvykle kolem 160 °C) a v potřebné dávce se pomocí aplikační hlavy nanese na materiál, kde zchladne a slepí spoj. Tavné lepení nachází uplatnění snad ve všech průmyslových segmentech, ať už jde o lepení obalů, dřeva nebo plastů (lepidla EVA, APAO), či konstrukční lepení a lepení vysoce odolných spojů (reaktivní lepidla PUR, POR). Další skupinou aplikací jsou takzvané „aplikace za studena“. Zde se používají buď disperzní lepidla (typu Herkules), dvoukomponentní PUR či butyly, nebo rozpouštědlová lepidla, od kterých se však v současné době upouští kvůli jejich špatnému vlivu na ekologii.

Univerzálnost tavného lepení podtrhuje i možnost nanášení třemi základními způsoby:
• housenkou nebo bodově;
• plošným nánosem kontaktní hlavou;
• sprejováním lepidla.
Každý z těchto způsobů má své výhody a také svá omezení.

Lepení kovů

Lepení kovů je v dnešní době již běžně praktikovaná metoda a výsledky nejednou předčí konvenční technologie, jako svařování či pájení. Typicky se však uplatní tam, kde tyto metody nejsou vhodné (např. svařování hliníku). Oproti snadno slepitelným materiálům, jako je papír či dřevo, vyžaduje lepení kovů zkušenosti a vhodné testování. Nelze obecně říct, které kovy lepit jde a které ne. Je nutné posoudit konkrétní aplikaci vždy případ od případu a pečlivě projít všech zmíněných „15 neznámých“. Nejčastější hrozbou při lepení kovů je ztráta adheze lepidla, tedy jeho přilnutí k povrchu. To může být způsobeno několika důvody. Jedním z nich jsou například nečistoty na povrchu materiálu. Dalším nepřítelem adheze je příliš vysoké povrchové napětí. To nabývá velmi vysokých hodnot především u kovů odolných proti korozi (chromované díly, eloxované povrchy, nerezová ocel). Nízká adheze nastane i v případě, že je povrch materiálu příliš hladký či nízkoporézní. Všechna tato omezení se však dají řešit a lepený spoj je možné realizovat. Jde jen o to, nastavit správné podmínky pro aplikaci. Je tedy třeba zajistit, aby byl lepený díl správně vyčištěný a odmaštěný. Povrchové napětí je možné snížit pomocí plazmování a přilnavosti k materiálu prospěje i jeho zdrsnění. Nejčastějším uplatněním lepení kovů je lepení hliníku a jeho slitin a kovů, které nejsou příliš mechanicky namáhány. Nejpoužívanějšími lepidly v této oblasti jsou jednokomponentní a dvoukomponentní epoxidy, lepidla PUR nebo kyanoakryláty.


Způsoby nanášení lepidla. (Zdroj: Kaletech)

Co se týče konkrétních aplikací, průmyslové lepení kovů najde uplatnění především v leteckém a automobilovém průmyslu. Například rám vozu Opel Speedster byl lepený, což se podílelo na jeho velmi nízké hmotnosti. Velmi rozšířené jsou aplikace lepení hliníku s hliníkem. Zde jde například o rekuperační rotory či lepení plechových zad telefonů. Další skupinou aplikací je lepení kovu a jiného materiálu. V tomto případě může jít o lepení střešních panelů v automobilech nebo spotřebního zboží, např. žehlicích prken. Lepení kovů může sloužit i jako doplněk svařování pro fixaci a zacelení trhlin.

Přínosy a rizika

Pakliže se budeme bavit o tavném lepení lepidlem PUR, mezi jeho hlavní nevýhody patří doba, po které je možné se spojem dál pracovat – lepidlo musí totiž ztuhnout či zpolymerovat a to v některých případech může být otázka i několika desítek minut. U ostatních tavných lepidel je však rychlost ztuhnutí jejich největší výhodou. Tavné lepení také není vhodné pro díly, které jsou následně vystaveny vysokým pracovním teplotám, protože lepidlo se zkrátka znovu roztaví. To však může být i výhodou, neboť se tak spoj stane rozebíratelným.

Hlavní výhodou lepení kovů oproti konvenčním technologiím je, že nenarušuje lepený materiál. Není třeba do něj vrtat díry, tak jako je tomu při nýtování. Materiál není teplotně ovlivněn jako při svařování a nedochází k následnému vnitřnímu pnutí. Lepení přináší možnosti lepit i plechy, které by byly pro svařování příliš tenké. Proces lepení je snadné automatizovat a tavicí jednotky mají dlouhou životnost. Je tedy možné je použít i po skončení projektu. Další z řady výhod je i to, že lepení rovnou působí jako těsnicí prvek a zabraňuje korozi mezi spojovanými díly.

Progresivní technologie

Průmyslové lepení je velmi progresivní technologie, která své uplatnění nachází na stále širším poli působnosti. Ani lepení kovů pro ni není tabu, avšak je třeba mít zkušenosti a pečlivě zvážit všechny okolní faktory.


Jan Kaše

jan.kase@kaletech.cz

www.kaletech.cz  

Další články

Technologie spojování/ dělení materiálů

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: