Permabond zastosowania

Kleje przemysłowe Permabond – dobór technologii, projektowanie połączeń, uszczelnianie i zabezpieczanie elementów maszyn

Permabond to marka specjalistycznych klejów inżynieryjnych przeznaczonych do produkcji, montażu, utrzymania ruchu i napraw przemysłowych. O zastosowaniu określonego preparatu nie decyduje sama deklarowana „siła klejenia”, lecz rodzaj podłoża, geometria szczeliny, obciążenie, środowisko pracy oraz sposób utwardzania. Innego rozwiązania potrzebuje łożysko osadzane w metalowej oprawie, innego uszczelniony gwint hydrauliczny, a jeszcze innego przezroczysta osłona z tworzywa połączona z metalową ramą. W portfolio Permabond występują m.in. kleje anaerobowe, cyjanoakrylowe, akrylowe konstrukcyjne, epoksydowe jedno- i dwuskładnikowe oraz kleje utwardzane promieniowaniem UV i światłem widzialnym. Uzupełniają je aktywatory, primery i wyroby specjalistyczne. Poniższe opracowanie porządkuje zastosowania w sposób przydatny dla technologa, konstruktora, działu zakupów i służb utrzymania ruchu.

1. Od zadania konstrukcyjnego do właściwej chemii kleju

Dobór należy rozpocząć od dokładnego opisu złącza: co łączymy, jaką mamy powierzchnię kontaktu, na jak długo i pod jakim obciążeniem. Klej anaerobowy polimeryzuje przede wszystkim w ciasnej szczelinie między metalowymi elementami po ograniczeniu dostępu tlenu. Cyjanoakrylan szybko wiąże w cienkiej warstwie pod wpływem wilgoci obecnej na powierzchni materiałów. Epoksyd dwuskładnikowy wymaga wymieszania żywicy z utwardzaczem w zadanej proporcji, a epoksyd jednoskładnikowy najczęściej utwardzania cieplnego. Akryle konstrukcyjne są wybierane do wytrzymałych połączeń różnorodnych materiałów, również tam, gdzie istotna jest udarność. Preparaty UV sprawdzają się przy odpowiednim dostępie światła do spoiny. Każda z tych technologii ma zatem własne ograniczenia procesowe. Dobry projekt nie polega na zastąpieniu dowolnej śruby dowolnym klejem, ale na dobraniu mechanizmu utwardzania do rzeczywistych warunków montażu.

2. Kryteria techniczne, które powinien określić technolog

Przy kwalifikacji produktu warto przygotować kartę zadania obejmującą materiał i stan powierzchni, szerokość szczeliny, wymaganą lepkość, czas otwarty, czas do uzyskania wytrzymałości manipulacyjnej, pełny cykl utwardzania oraz temperaturę montażu. Potrzebna jest informacja o sile ścinającej, odrywającej i rozłupującej, a także o drganiach, udarach i zmęczeniu. Ważny pozostaje kontakt z wodą, glikolem, olejem, detergentem lub innym medium technologicznym. Złącze powinno być ocenione po starzeniu, nie tylko w dniu sklejenia. W instalacjach wymagających demontażu stosuje się świadomie inną klasę wytrzymałości niż w połączeniach trwałych. W produkcji seryjnej dochodzi ergonomia dozowania, zużycie materiału, możliwość kontroli optycznej i powtarzalność cyklu. Parametry katalogowe są punktem wyjścia, a nie automatyczną gwarancją zachowania konkretnego złącza. Ostateczny dobór powinien wynikać z aktualnej karty technicznej danej odmiany i prób na rzeczywistych detalach.

3. Klejenie metalu z metalem – połączenia konstrukcyjne

Stal, aluminium, miedź i ich stopy można łączyć klejami konstrukcyjnymi z grupy epoksydów lub akryli. Spoina rozprowadza naprężenia na większej powierzchni niż punktowy nit, wkręt czy zgrzew. Ma to znaczenie w cienkościennych obudowach, wspornikach, ramach urządzeń i podzespołach narażonych na wibracje. W przypadku metali o odmiennej rozszerzalności cieplnej preferuje się często formulacje o odpowiedniej udarności i tolerancji na odkształcenie, a nie wyłącznie najwyższej sztywności. Do takich analiz można rozważyć np. Permabond ET5428, ET5429 lub wybrane akryle konstrukcyjne, zależnie od geometrii i warunków procesu. Nie wolno pomijać oczyszczenia powierzchni po obróbce skrawaniem: cienki film olejowy potrafi zdominować wynik prób. Przy blachach lakierowanych trzeba dodatkowo odróżniać wytrzymałość połączenia klej–lakier od przyczepności samej powłoki do podłoża.

4. Zastępowanie spawania, nitowania i śrub w odpowiednich zastosowaniach

Klejenie może ograniczać konieczność wiercenia, punktowego nagrzewania i stosowania dodatkowych łączników. Pozwala też zmniejszyć ryzyko odkształcenia cienkich arkuszy oraz zachować estetykę elementów widocznych. Nie oznacza to jednak, że każde połączenie spawane można po prostu zastąpić spoiną klejową o tej samej geometrii. Złącza klejowe powinny przenosić przede wszystkim ścinanie i obciążenia rozłożone, natomiast konstruktor musi świadomie ograniczać odrywanie i rozłupywanie. W urządzeniach narażonych na udary przydaje się klej modyfikowany elastomerem, w wielkogabarytowym montażu – dłuższy czas otwarty. Połączenie hybrydowe, w którym klej współpracuje z nitem lub śrubą, może łączyć zalety obu metod. Klejenie konstrukcyjne jest metodą projektową, a nie tylko środkiem do przytwierdzenia części; wymaga wyznaczenia odpowiedniej długości zakładki, grubości warstwy i procedury kontroli jakości.

5. Zabezpieczanie śrub i nakrętek przed samoodkręcaniem

Kleje anaerobowe do gwintów wypełniają mikroszczeliny między współpracującymi zwojami, ograniczając możliwość luzowania się połączenia podczas drgań. Stosuje się je w przekładniach, pompach, wentylatorach, sprężarkach, napędach liniowych, maszynach pakujących i pojazdach. Permabond A113 jest przykładem ogólnego środka do zabezpieczania gwintów, A1042 – odmiany przeznaczonej m.in. do szybkiego montażu w hydraulice, a HM129 – preparatu o wysokiej wytrzymałości do połączeń przewidzianych jako trwałe. Wymagany moment odkręcania powinien być dopasowany do średnicy śruby, materiału, długości zazębienia i dostępu serwisowego. Do małych śrub regulacyjnych złącze nadmiernie mocne może być błędem. Klej trzeba rozprowadzić na odpowiedniej części gwintu, a po złożeniu zachować czas wymagany do osiągnięcia wytrzymałości. Użycie środka nie zwalnia z zachowania właściwego momentu dokręcenia i zasad projektowania połączeń śrubowych.

6. Osadzanie łożysk, tulei, kół i elementów współosiowych

Jedną z najbardziej charakterystycznych grup produktów są preparaty anaerobowe do osadzania części cylindrycznych. Wypełniają mikronierówności pomiędzy wałem a piastą lub zewnętrzną bieżnią łożyska a gniazdem, dzięki czemu zwiększają odporność na poślizg i fretting. Zastosowanie obejmuje tuleje prowadzące, koła pasowe, zębate, wirniki, pierścienie i niektóre połączenia wał–piasta. Permabond A1046 to przykład mocnego, modyfikowanego środka osadzającego, HM162 – produktu o szybkim utwardzaniu i podwyższonej odporności cieplnej, a HM165 – rozwiązania do złączy wymagających większego wypełnienia szczeliny. Wybór zależy od luzu, średnicy, obciążenia momentem, temperatury i wymaganego demontażu. Nie należy traktować kleju jako sposobu na dowolne „ratowanie” zużytego gniazda bez pomiaru wymiarów i oceny nośności podzespołu. W łożysku trzeba chronić elementy toczne przed przypadkowym przedostaniem się preparatu do środka.

7. Uszczelnianie kołnierzy, pokryw przekładni i korpusów

Anaerobowe masy do uszczelek formowanych na miejscu wypełniają nierówności styku dopasowanych metalowych kołnierzy. Rozwiązanie to może zastępować wybrane wycinane uszczelki w pokrywach skrzyń, przekładniach, reduktorach, obudowach pomp i mechanizmach napędowych. Przykładowe produkty z grupy uszczelnień kołnierzowych to Permabond A136, MH196 i MH199; przy wyborze trzeba porównać lepkość, czas utwardzania, dopuszczalną szczelinę i warunki termiczne. Masy nakłada się zwykle ciągłym, odpowiednio poprowadzonym wałkiem, uwzględniając otwory mocujące i ścieżki ewentualnego wycieku. Zbyt duża ilość środka może dostać się do wnętrza maszyny, a przerwana ścieżka uszczelnienia może utworzyć kanał przecieku. Szczególnej ostrożności wymagają szerokie, odkształcalne kołnierze oraz materiały niemetaliczne: mechanizm anaerobowy nie gwarantuje w nich prawidłowego utwardzenia.

8. Uszczelnianie gwintów rurowych i hydraulicznych

Gwinty w instalacjach pneumatycznych i hydraulicznych muszą zapewniać szczelność przy zmiennym ciśnieniu, drganiach i okresowej obsłudze. Klej–uszczelniacz anaerobowy może wypełnić drogę migracji medium pomiędzy zwojami metalowego gwintu, ograniczając ryzyko nieszczelności. Permabond A131 to przykład odmiany o niższej wytrzymałości, dogodnej tam, gdzie planowany jest demontaż; MH052 jest oferowany do gwintów o większym skoku, a A1058 do dużych średnic rur. W instalacji technologicznej nie wystarczy jednak zgadza się nazwa „uszczelniacz”: trzeba sprawdzić rodzaj medium, temperaturę, dopuszczalne ciśnienie, metal podłoża, czas do próby ciśnieniowej i wymagane dopuszczenia. W układach tlenowych, z gazami specjalnymi oraz w kontakcie z wodą do spożycia wolno stosować wyłącznie wyroby odpowiednio zakwalifikowane do danego zastosowania. Stosowany preparat nie zastępuje właściwego rodzaju gwintu i prawidłowego montażu złącza.

9. Dlaczego kleje anaerobowe wymagają właściwej powierzchni

Produkt anaerobowy utwardza się w warunkach ograniczonego kontaktu z powietrzem oraz przy udziale metalowej powierzchni. Dlatego kropla pozostawiona na zewnątrz złącza może długo pozostawać płynna, choć klej uwięziony w gwincie już wiąże. Metale różnią się aktywnością wobec reakcji: stal węglowa, miedź czy mosiądz mogą zachowywać się inaczej niż stal nierdzewna, aluminium anodowane lub powierzchnia chromowana. Dla metali pasywnych, dużych szczelin i niskich temperatur producent oferuje aktywatory, np. Permabond A905, lecz ich wykorzystanie trzeba pogodzić z technologią i wymaganym czasem montażu. W anaerobach niezwykle istotne jest również odtłuszczenie i ograniczenie zanieczyszczeń utrudniających zwilżenie. Produkt nie jest uniwersalnym klejem do szkła, drewna i tworzyw, ponieważ warunki utwardzania w takich złączach są odmienne.

10. Szybkie klejenie tworzyw na stanowiskach produkcyjnych

Cyjanoakrylany Permabond umożliwiają szybkie ustalenie niewielkich detali bez pieca i bez wielogodzinnego przytrzymywania. Znajdują zastosowanie w obudowach urządzeń, elementach sterowania, drobnych uchwytach, uszczelkach i montażu części z ABS, PVC lub innych odpowiednio dobranych tworzyw. Permabond 102, 240 oraz 2010 reprezentują różne profile lepkości i zdolności do wypełniania szczeliny. Niska lepkość wspomaga kapilarne wnikanie w dobrze dopasowane elementy; żel tiksotropowy utrzymuje się na pionowej powierzchni i ułatwia dozowanie tam, gdzie szczelina nie jest idealna. Nie wolno jednak przyjmować, że wszystkie plastiki reagują identycznie. Niektóre gatunki są podatne na pękanie naprężeniowe, a poliolefiny o małej energii powierzchniowej wymagają specjalnego podejścia. Ocena powinna dotyczyć konkretnej odmiany tworzywa, z dodatkami, pigmentami i jego historią przetwórstwa.

11. Łączenie gumy, elastomerów i detali podatnych na odkształcenia

Uszczelki, pierścienie elastyczne, profilowane elementy gumowe, odboje i elastomerowe osłony stwarzają inne wymagania niż sztywne części metalowe. Złącze poddane cyklicznemu rozciąganiu lub zginaniu potrzebuje odpowiedniej tolerancji na ruch, a wysoka sztywność spoiny może pogarszać trwałość połączenia. Wśród produktów do szybkiego łączenia elastomerów można rozważyć Permabond 105, zaś przy wymaganiu zwiększonej elastyczności – odpowiednio dobrane odmiany, np. Permabond 751. Wymagane są próby na rzeczywistej mieszance gumowej: EPDM, NBR, silikon czy kauczuk naturalny mogą mieć zupełnie inną przyczepność. Przed klejeniem należy rozpoznać obecność środków antyadhezyjnych, plastyfikatorów i pozostałości formowania. Jeśli złącze jest narażone na ciągłe odkształcenia, zamiast cyjanoakrylanu może okazać się właściwszy elastyczny system konstrukcyjny.

12. Błyskawiczne klejenie metali i elementów precyzyjnych

W montażu niewielkich wsporników, blaszek, konektorów mechanicznych i elementów metalowych przydatne bywają cyjanoakrylany o bardzo szybkim czasie ustalania. Permabond 910 należy do historycznie rozpoznawalnych klejów cyjanoakrylowych do metalu, a odmiany kapilarne, takie jak 910FS, są przeznaczane do szczególnie blisko spasowanych części. Warto odróżnić takie złącze od połączenia wał–piasta zabezpieczanego anaerobem: sposób utwardzania i optymalna geometria nie są takie same. Przy cienkiej blasze liczy się czystość krawędzi, naprężenie montażowe i możliwość obciążenia odrywającego. W przypadku dużej powierzchni, długiego czasu pozycjonowania lub stałych udarów wybór szybkiego kleju może być niekorzystny. Technolog powinien testować nie tylko szybkość „złapania”, lecz również odporność po kilku dniach w docelowej temperaturze pracy.

13. Złącza udarowe i wibrujące – cyjanoakrylany modyfikowane

Typowy sztywny cyjanoakrylan potrafi zapewnić bardzo dobre wyniki ścinania, a zarazem okazać się mniej odporny na odrywanie, uderzenie lub zmęczenie. W odpowiedzi na ten problem stosuje się odmiany modyfikowane zwiększające tolerancję na dynamiczne obciążenia. Permabond 731, 735 i 737 są przykładami produktów projektowanych z myślą o poprawie odporności na udar i siły odrywające; wybrane wersje są czarne, co ułatwia dopasowanie wizualne do ciemnych elementów. Możliwe zastosowania obejmują metalowo-tworzywowe zatrzaski, elementy drobnych obudów, osłony i urządzenia pracujące przy umiarkowanych wibracjach. Każdą aplikację trzeba jednak potwierdzić próbą starzeniową i zmęczeniową. Modyfikowany klej błyskawiczny nie staje się automatycznie pełnym zamiennikiem grubowarstwowej spoiny epoksydowej w obciążonej konstrukcji.

14. Kleje cyjanoakrylowe odporne na temperaturę

W aplikacjach, w których gorące powietrze, nagrzane obudowy lub cykle termiczne wykluczają standardowy klej błyskawiczny, znaczenie ma specjalistyczna odmiana odporna na wysoką temperaturę. Przykładem jest Permabond 802, wskazywany przez producenta w klasie do około 160°C, oraz wyroby wysokotemperaturowe z serii 800. Produkty Permabond 919, 920 i 922 mogą osiągać wyższą odporność cieplną pod warunkiem przeprowadzenia określonego przez producenta dodatkowego wygrzewania po wstępnym utwardzeniu. Sama etykieta „do 250°C” nie oznacza, że świeżo połączone części bez właściwego cyklu wytrzymają taką temperaturę. Trzeba też zweryfikować czas przebywania w temperaturze maksymalnej oraz naprężenia w gorącym stanie. Przejściowe przekroczenie temperatury może dać inny wynik niż tysiące godzin pracy ciągłej.

15. Klejenie bez białego nalotu i z ograniczonym zapachem

W montażu elementów estetycznych białe osady po cyjanoakrylanie, nazywane często efektem blooming, mogą obniżać jakość wyrobu mimo zachowania wytrzymałości. Zjawisko wiąże się m.in. z parowaniem niezwiązanego monomeru i osadzaniem produktów reakcji na sąsiadujących powierzchniach. W produkcji przejrzystych obudów, dekoracyjnych elementów z tworzywa i podzespołów wymagających czystego wyglądu rozważa się odmiany Permabond 940, 941, 943 lub 947. Różnią się lepkością i sposobem dozowania, a wspólną ideą jest ograniczenie zapachu i nalotu. Korzystna będzie również kontrola ilości kleju, wentylacji oraz szczelności zestawienia części. Nie należy mylić niskiego zapachu z brakiem potrzeby stosowania ochrony pracy; wymagania dotyczące wentylacji i środków ochrony wynikają z aktualnej karty charakterystyki.

16. Kleje akrylowe konstrukcyjne – szybki montaż wytrzymałych złączy

Akryle konstrukcyjne Permabond wykorzystuje się tam, gdzie złącze ma przenosić istotne siły, a proces montażu wymaga większej szybkości niż wiele tradycyjnych epoksydów. Są stosowane przy metalach, kompozytach i określonych tworzywach. Permabond TA4246 reprezentuje technologię niewymagającą klasycznego wymieszania dwóch past w jednym pojemniku – stosuje się odpowiedni system żywicy i inicjatora. Zaletą mogą być wysoka wytrzymałość i dogodny rytm produkcji, lecz proces wymaga właściwego rozmieszczenia składników na powierzchniach. Z kolei produkty dwuskładnikowe wymagają zachowania proporcji mieszania i jednorodności wyciskanego strumienia. Akryle można analizować m.in. przy klejeniu osłon maszyn, profili aluminiowych, elementów wyposażenia pojazdów czy komponentów z kompozytu. Należy koniecznie ocenić zapach w miejscu pracy, temperaturę montażu, grubość spoiny i podatność materiału na działanie składników aktywnych.

17. Łączenie poliamidu i elementów z nylonu

Poliamid jest popularny w kołach zębatych o umiarkowanym obciążeniu, uchwytach, obudowach, prowadnicach i elementach technicznych. Jego właściwości zależą od rodzaju PA, dodatku włókna szklanego oraz wilgotności, a ta ostatnia wpływa na wymiary i zachowanie w czasie. Producent wskazuje Permabond TA4550 jako akrylowy produkt przeznaczony do klejenia nylonu, a TA4551 jako odmianę o dłuższym czasie do ustalenia połączenia. Taki dobór bywa istotny przy większych detalach lub potrzebie korekty położenia. Nie można jednak obiecać jednakowej skuteczności na wszystkich gatunkach PA6, PA66 czy materiałach zbrojonych. Przed wdrożeniem należy skontrolować adhezję do powierzchni po formowaniu, odporność na wilgoć, temperaturę pracy oraz deformację w czasie obciążenia. Szczególnie ważne jest sprawdzenie, czy uszkodzenie w próbie występuje w samej spoinie, na granicy z tworzywem czy w podłożu.

18. Polietylen i polipropylen – trudne podłoża o małej energii powierzchniowej

PE i PP są cenione za odporność chemiczną i niewielką masę, ale z powodu niskiej energii powierzchniowej zwykłe kleje nie zawsze osiągają na nich trwałą przyczepność. Permabond oferuje wyspecjalizowane akryle TA4605, TA4610, TA4611 oraz TA4631, przeznaczone do klejenia nieobrobionych poliolefin w odpowiednich warunkach. Odmiany różnią się czasem pracy, lepkością i właściwościami użytkowymi; nie stanowią jednego zamiennego produktu. W pewnych szybkich procesach można też wykorzystać cyjanoakrylan w połączeniu z primerem Permabond POP do poliolefin. Dla technologa kluczowe jest rozpoznanie, czy element jest z czystego PP lub PE, czy zawiera pigment, napełniacz, dodatek poślizgowy albo warstwę z recyklatu. Połączenie trzeba przebadać przy przewidywanym starzeniu, kontakcie z wodą i obciążeniu odrywającym. Uniwersalnej gwarancji klejenia „każdego plastiku” nie ma.

19. Mocowanie magnesów w silnikach i generatorach

W silnikach elektrycznych magnesy stałe wymagają połączenia odpornego na siły odśrodkowe, drgania, temperaturę, cykle rozruchu i wyłączenia oraz rozszerzalność różnych materiałów. Do montażu magnesów ferrytowych lub innych odpowiednio przygotowanych magnesów w stalowych elementach producent proponuje m.in. Permabond TA437, TA439 oraz TA4590. TA4590 jest przykładem akrylowego systemu przeznaczonego do montażu magnesów, przy którym istotne jest również ograniczenie ryzyka korozji w zamkniętym silniku. W zależności od technologii wytwarzania można rozważyć epoksydy utwardzane termicznie, np. ES550 lub ES568. Projekt wymaga uwzględnienia sposobu nakładania inicjatora, ustawienia magnesu w szczelinie i wytrzymałości na pełnych obrotach. Nie można przenosić wyników z połączenia płaskich próbek na wirnik bez analizy sił i własnych prób. Ważna pozostaje zgodność kleju z powłoką ochronną magnesu, która sama może być najsłabszym ogniwem.

20. Epoksydy dwuskładnikowe do konstrukcji i podzespołów

Kleje epoksydowe dwuskładnikowe pozwalają w kontrolowany sposób łączyć metale, ceramikę, kompozyty i wybrane tworzywa. Działają po połączeniu dwóch składników we właściwej proporcji, dzięki czemu mogą utwardzać się bez dopływu promieniowania do środka spoiny. Do szybkich operacji montażowych można analizować Permabond ET500 – odmianę przezroczystą o krótkim czasie do uzyskania wytrzymałości manipulacyjnej. ET515 wyróżnia się większą elastycznością, gdy ograniczenie koncentracji naprężeń jest istotne. Z kolei ET536 i ET538 reprezentują kleje tiksotropowe do większych szczelin i wymagających aplikacji. Przy wyborze uwzględnia się właściwy czas życia mieszaniny, możliwość równomiernego zmieszania w końcówce statycznej, orientację elementów i wielkość montowanego podzespołu. Wyrób utwardzający się szybciej nie musi być lepszy dla dużej zakładki – może nie pozostawić czasu na spokojne ustawienie geometrii.

21. Kompozyty z włóknem węglowym i szklanym

Elementy CFRP i GFRP wykorzystuje się w konstrukcjach o dużej sztywności właściwej, m.in. w transporcie, energetyce, maszynach sportowych, obudowach i wyposażeniu przemysłowym. Przy ich klejeniu wytrzymałość włókien nie wystarcza: najważniejszą powierzchnią kontaktu bywa warstwa żywicy, lakieru lub żelkotu. Permabond ET5428 i ET5429 to epoksydy konstrukcyjne rozwijane z myślą o łączeniu kompozytów. Producent wskazuje szybkie osiąganie wytrzymałości manipulacyjnej przez ET5428, natomiast ET5429 pozostawia znacznie dłuższy czas pracy, odpowiedni do większych powierzchni. Oba są przykładami klejów modyfikowanych zwiększających odporność na udar i oddziaływanie środowiska. W praktyce należy ustalić sposób usunięcia środka rozdzielającego formę, dopuszczalne matowienie powierzchni i wymagany reżim cieplny. Próba klejenia powinna uwzględniać możliwe rozwarstwienie laminatu, nie tylko wytrzymałość warstwy kleju.

22. Łączenie kompozytu z metalem – rama, osłona, wspornik

Połączenie elementu aluminiowego ze strukturą kompozytową w obudowie maszyny lub środku transportu pozwala wykorzystać zalety obu materiałów. Powstaje jednak złącze o różnej sztywności i rozszerzalności cieplnej. Konieczne jest ograniczenie naprężeń brzegowych, prawidłowe wyprowadzenie ścieżki obciążenia oraz uwzględnienie wilgoci migrującej wzdłuż krawędzi. Do wstępnej kwalifikacji można użyć modyfikowanych epoksydów ET5428, ET5429 albo odpowiedniego akrylu konstrukcyjnego po wykonaniu prób. Gdy klej służy dodatkowo jako bariera oddzielająca dwa metale lub metal od kompozytu przewodzącego, należy zweryfikować ochronę antykorozyjną i ciągłość spoiny. Właściwe przygotowanie powierzchni aluminium jest równie ważne jak wybór oznaczenia kleju. W konstrukcjach bezpieczeństwa stosuje się wymagane obliczenia, próby obciążeniowe i zatwierdzony proces technologiczny; publikacja katalogowa nie zastępuje kwalifikacji złącza.

23. Epoksydy jednoskładnikowe i piece montażowe

Jednoskładnikowe kleje epoksydowe dostarczane są w postaci gotowej do dozowania, co ogranicza ryzyko błędnego stosunku żywicy do utwardzacza. W zamian wymagają zwykle kontrolowanego cyklu cieplnego, zgodnego z kartą produktu. Permabond ES550 to tiksotropowy epoksyd o wysokiej wytrzymałości, nieprzeznaczony do swobodnego rozpływania się podczas wygrzewania. Odmiany takie jak ES558 i ES569 mają inne własności reologiczne, co ma znaczenie przy spoinie poziomej, pionowej lub przy łączeniu małych elementów. Technologia sprawdza się m.in. w montażu podzespołów silników, ceramiki, magnesów i wyrobów wykonywanych seryjnie. Przy projektowaniu linii trzeba policzyć czas przebywania w piecu, czas osiągnięcia temperatury wewnątrz detalu, wpływ ogrzewania na tworzywa i tolerancje wymiarowe. Temperatura nastawy pieca nie musi być równa temperaturze wewnątrz ciężkiego elementu w danym momencie.

24. Przenoszenie ciepła, ceramika i połączenia elektroniczne

W elektronice i elektrotechnice klej bywa elementem ścieżki odprowadzania ciepła, izolacji elektrycznej lub mechanicznego utrzymania części. Takie funkcje należy rozdzielać. Wysoka przewodność cieplna nie oznacza automatycznie przewodnictwa elektrycznego ani odwrotnie. W asortymencie producenta występują materiały o podwyższonej przewodności cieplnej, m.in. wybrane epoksydy z grupy ES578 oraz ET5441. Mogą być rozpatrywane do łączenia elementów metalowych i ceramicznych, jeżeli wymagania mechaniczne i termiczne są zgodne z danymi konkretnej odmiany. Należy ocenić odporność na cykle grzania i chłodzenia, naprężenia między płytką a radiatorem oraz odporność na wilgoć. Przy urządzeniach wysokonapięciowych konieczne jest sprawdzenie wytrzymałości dielektrycznej, odstępów izolacyjnych i odpowiednich norm gotowego wyrobu. Sam fakt, że klej po utwardzeniu jest tworzywem, nie oznacza wystarczającej izolacyjności dla każdego napięcia.

25. Zalewanie i hermetyzacja modułów elektronicznych

Zalewanie czujników, złączy, cewek, przetworników lub niewielkich modułów chroni podzespoły przed wybranymi czynnikami środowiska i ogranicza przemieszczanie elementów. Można w tym celu wykorzystywać odpowiednie systemy epoksydowe lub elastyczniejsze formulacje oferowane przez Permabond. Wymagana lepkość musi pozwolić na wypełnienie obudowy bez pustek powietrznych, a reakcja utwardzania nie może spowodować niedopuszczalnego nagrzania elektroniki. Szczególne znaczenie mają skurcz, moduł sprężystości i różnice rozszerzalności pomiędzy zalewą a płytką drukowaną. Zbyt sztywny materiał może wywoływać naprężenia na lutach i delikatnych sensorach. Zalewanie nie jest tym samym co zwykłe sklejenie dwóch płaskich części: bada się również przepływ, odgazowanie, pełne utwardzenie w grubej warstwie i możliwość późniejszej diagnostyki. Dla danego układu trzeba wybrać produkt rzeczywiście przeznaczony do pottingu.

26. Szkło ze szkłem i szkło z metalem – kleje UV

W gablotach, przesłonach, elementach optycznych i wyposażeniu przemysłowym często potrzebna jest przezroczysta, estetyczna spoina. Kleje utwardzane światłem mogą zapewnić szybką pracę przy właściwym doborze źródła promieniowania. Permabond UV605 to przykład preparatu o niewielkiej lepkości do szkła, UV610 – odmiany do połączeń szkła z metalem, a UV620 – optycznie przejrzystego kleju o zastosowaniu ogólnym. Przy grubszych szczelinach lub powierzchniach pionowych można rozważyć bardziej tiksotropowy UV625. Nie wolno jednak dobierać produktu tylko na podstawie przezroczystości po utwardzeniu. Niezbędna jest ocena transmisji światła przez szkło, grubości warstwy, dostępu do krawędzi i zacienienia przez metalową oprawę. W miejscu, do którego światło nie dociera, materiał może pozostać niedostatecznie utwardzony, choć widoczna część spoiny wydaje się gotowa.

27. Przezroczyste tworzywa i montaż elementów z PMMA lub PETG

Wyroby z PMMA, poliwęglanu i PETG są stosowane w osłonach, przyrządach pomiarowych, panelach operatorskich i urządzeniach wystawienniczych. Kontakt z niewłaściwym klejem lub rozpuszczalnikiem może powodować pękanie naprężeniowe i zmętnienie. W odpowiednich złączach warto przeanalizować rodzinę klejów UV/światło widzialne: Permabond UV632 jest wskazywany do tworzyw, szczególnie akrylu, a UV639 m.in. do PETG. UV645M to inna odmiana o większej lepkości, przydatnej w kontroli spływania materiału. Przy wyborze lampy liczą się długość fali, dawka, natężenie, odległość źródła i rzeczywista przepuszczalność części. Tworzywo może zawierać stabilizator UV blokujący utwardzanie mimo przezroczystego wyglądu. Dla produktów widocznych należy dodatkowo ocenić żółknięcie po starzeniu, efekt smug i odporność złącza na środki do czyszczenia.

28. Przemysł samochodowy – od wnętrza kabiny do napędu

Samochód zawiera połączenia metal–metal, metal–tworzywo, szkło–metal i wiele detali elastomerowych. Permabond wskazuje w motoryzacji m.in. mocowanie elementów deski rozdzielczej, uszczelnianie pokryw przekładni i mis olejowych, osadzanie łożysk, zabezpieczanie śrub, mocowanie czujników i hermetyzację elektroniki. Każda funkcja wymaga innej chemii: anaerob do połączeń gwintowych i współosiowych, akryl lub epoksyd do wytrzymałych połączeń konstrukcyjnych, cyjanoakrylan do małych detali, a odpowiedni materiał do zalewania dla układów elektronicznych. Pojazd narzuca rozbudowane próby starzeniowe: zmienną temperaturę, sól, oleje, paliwa, glikol i wibracje. W elementach bezpieczeństwa konieczne są procedury dopuszczenia i kontrola procesu. Przy odpowiedzialnych złączach nie należy zastępować kleju zatwierdzonego przez producenta pojazdu innym preparatem tylko dlatego, że oba mają podobną wytrzymałość katalogową.

29. Elektromobilność – baterie, obudowy, czujniki, silniki

Pojazdy elektryczne zwiększają liczbę połączeń pomiędzy metalem, kompozytem, izolacją i elektroniką. Wśród potencjalnych zastosowań Permabond znajdują się: klejenie obudów zespołów baterii, mocowanie ogniw do elementów konstrukcyjnych, łączenie magnesów silnika, hermetyzacja sensorów, uszczelnianie wymienników ciepła i zabezpieczanie połączeń śrubowych. Projektując taki układ, technolog musi oddzielić funkcję konstrukcyjną od termiczną, elektrycznej i szczelnościowej. Materiał skuteczny do mocowania czujnika nie musi być odpowiedni do przenoszenia ciepła z ogniwa. Trzeba uwzględnić możliwość serwisowania, odporność na chłodziwa oraz strategię bezpieczeństwa w sytuacji awaryjnej. Dla komponentów akumulatora ważna jest kompatybilność z rzeczywistymi materiałami i kwalifikacja do standardów klienta. Warto też pamiętać, że klej nie zastępuje systemu zarządzania temperaturą ani rozwiązań chroniących przed propagacją awarii termicznej.

30. Elektronika użytkowa i automatyka przemysłowa

W sterownikach, aparaturze pomiarowej, komputerach przemysłowych i czujnikach klej może służyć do mocowania niewielkich komponentów, odciążania przewodów, uszczelniania obudów oraz zabezpieczania elementów przed przesunięciem. Dla szybkich połączeń małych detali można rozpatrywać właściwy cyjanoakrylan, a dla przezroczystych części obudowy – klej UV. Z kolei do połączenia metalowej ramy z kompozytem lub obudową stosuje się wytrzymalszą chemię konstrukcyjną. Nie należy zaklejać stref, które muszą pozostać wentylowane, poddawane kalibracji albo przewidziane do demontażu serwisowego. Wrażliwe czujniki mogą reagować na skurcz spoiny, zapach, produkty lotne lub niewłaściwy cykl cieplny. W procesie elektronicznym ważne są czystość powierzchni, ochrona przed elektrostatyką i odtwarzalność dozowanej objętości. Do każdego produktu należy zweryfikować dane o kompatybilności z komponentami, nie przypisując całej rodzinie klejów tych samych właściwości.

31. Utrzymanie ruchu maszyn i napędów

W utrzymaniu ruchu używa się środków do unieruchamiania śrub, osadzania elementów cylindrycznych, uszczelniania kołnierzy i wybranych napraw zespołów mechanicznych. Zakres zastosowania obejmuje przenośniki, podajniki, reduktory, wentylatory, maszyny do obróbki i linie pakujące. Przykładowo przy powtarzającym się odkręcaniu śrub osłon można przeanalizować właściwy środek do zabezpieczania gwintów A113, natomiast przy problemie z osadzeniem tulei – wybrany anaerob osadzający z grupy A1046 lub HM162. Są to jednak dwa różne zadania; nie wolno zastępować jednego środka drugim bez sprawdzenia wymagań. Przy przeglądzie należy ustalić przyczynę awarii: luz wynikający z niewłaściwego pasowania, skrzywienia wału czy złego smarowania nie zniknie przez samo użycie kleju. Dokumentacja remontu powinna wskazywać odtłuszczenie, produkt, czas sezonowania oraz warunki uruchomienia urządzenia.

32. Pompy, sprężarki i zespoły hydrauliczne

Urządzenia przepływowe wymagają zarówno szczelności, jak i niezawodnego mocowania mechanicznego. W korpusach pomp można spotkać uszczelnienie kołnierza, osadzenie tulei, blokadę śruby, montaż pierścienia oraz połączenie gwintowane przewodu. Produkty anaerobowe Permabond pozwalają dobrać do każdej z tych funkcji odmienny preparat: uszczelniacz gwintów, uszczelkę formowaną na miejscu, klej osadzający albo środek do zabezpieczania śrub. Powierzchnie muszą zostać oczyszczone z oleju technologicznego i osadów, natomiast wybrana chemia powinna zachować parametry przy działaniu medium. W sprężarkach i układach gazowych konieczne jest sprawdzenie zgodności z gazem oraz szczególnych wymogów bezpieczeństwa. Przed próbą ciśnieniową należy uwzględnić rzeczywisty czas utwardzenia w szczelinie, zależny także od rodzaju metalu i temperatury warsztatu. Dopuszczalnego ciśnienia nie wolno szacować wyłącznie z deklarowanej wytrzymałości ścinającej kleju.

33. Branża filtracyjna – końcówki wkładów, siatki i uszczelnienia

Filtry powietrza, oleju, paliwa oraz filtry procesowe zawierają połączenia między medium filtracyjnym, metalową lub plastikową końcówką i elastyczną uszczelką. Permabond opisuje rozwiązania do łączenia mediów filtracyjnych z dennicami, zalewania końców, klejenia siatek i uszczelek oraz uszczelniania zawiniętych szwów metalowych. Dobór zależy od rodzaju włókniny, papieru, tworzywa i ekspozycji na medium przepływowe. Klej nie może odrywać się pod wpływem pulsacji ciśnienia ani wypłukiwać do układu w nieakceptowalnej ilości. W produkcji seryjnej potrzebna jest kontrola profilu nakładanej spoiny i równomierności wypełnienia. Należy odróżnić klej do sklejenia elementów korpusu od masy uszczelniającej filtr na obwodzie; tych funkcji nie można automatycznie łączyć. Próby obejmują szczelność obejścia medium, trwałość przy drganiach i kompatybilność z płynem roboczym.

34. Wyroby medyczne, diagnostyczne i rehabilitacyjne

W produkcji aparatury medycznej klejenie może obejmować łączenie igły z nasadką, przewodów, zbiorniczków, filtrów, elementów obudowy i elastycznych osłon. Permabond oferuje cyjanoakrylany z grupy 4C10, 4C20, 4C30 i 4C40, różniące się lepkością, przeznaczone do wybranych aplikacji przy wyrobach medycznych. W dokumentacji producenta wskazane są określone wyniki badań biokompatybilności, w tym cytotoksyczności dla części wyrobów. Nie oznacza to, że każdy klej Permabond ma dopuszczenie do kontaktu z pacjentem albo że gotowy wyrób automatycznie spełnia wymagania regulacyjne. Trzeba rozpatrzyć konkretną drogę i czas kontaktu, proces sterylizacji, ekstrakty, pozostałości i pełny system oceny biologicznej gotowego wyrobu. Osobna grupa zastosowań dotyczy sprzętu wspomagającego, np. poręczy, uchwytów czy elementów łóżek, gdzie ważniejsza jest charakterystyka mechaniczna złącza. W obu przypadkach podstawą jest kwalifikacja i identyfikowalność procesu.

35. Przemysł spożywczy i urządzenia kontaktujące się z żywnością

W maszynach spożywczych i urządzeniach kuchennych ważne są higiena, łatwość czyszczenia, trwałość połączenia i zgodność materiałów z odpowiednimi wymaganiami. Producent prezentuje m.in. dwuskładnikowe epoksydy Permabond ET5143, ET5145 i ET5147 jako produkty z grupy food grade, z dokumentacją odnoszącą się do wymagań amerykańskich dla określonych zastosowań klejów. Nie wolno z tego wyprowadzać twierdzenia, że każda spoina może mieć dowolny bezpośredni kontakt z żywnością w każdym kraju. Dla konkretnego urządzenia należy sprawdzić miejsce kontaktu, rodzaj pożywienia, czas i temperaturę kontaktu, czyszczenie CIP/SIP oraz wymagania prawne na rynku docelowym. Należy również zapobiegać tworzeniu szczelin gromadzących zanieczyszczenia. W wielu aplikacjach wymagana jest gładka, szczelna powierzchnia gotowego złącza, której uzyskanie zależy zarówno od kleju, jak i projektu detalu. Zakład powinien przechowywać aktualną deklarację lub certyfikat dotyczący dokładnej odmiany produktu.

36. Woda użytkowa, instalacje specjalne i wymagane dopuszczenia

W instalacjach wody pitnej oraz systemach o szczególnych wymaganiach istotne są aprobaty właściwe dla produktu, nie samej marki. W ofercie Permabond występują określone wyroby opisywane jako mające np. certyfikację NSF/ANSI 61 albo aprobatę WRAS, zależnie od odmiany i rynku. Przykładowo w materiałach producenta ET5365 opisano jako produkt posiadający aprobatę WRAS, a niektóre wersje uszczelniaczy i środków do połączeń metalowych występują w odmianach „Pure”. Wybór musi opierać się na aktualnym dokumencie, jego zakresie i warunkach eksploatacyjnych. Nie należy automatycznie przenosić aprobaty z jednej odmiany na podobnie oznaczony produkt. Przy instalacjach gazowych, przeciwpożarowych oraz urządzeniach tlenowych znaczenie mają dodatkowe wymagania dotyczące kompatybilności i bezpieczeństwa. Każda taka aplikacja wymaga konsultacji z dokumentacją producenta i wymaganiami danego systemu.

37. Przygotowanie powierzchni – warunek powtarzalnej jakości

Nawet dobrze dobrany produkt może zawieść na powierzchni pokrytej olejem, silikonem, środkiem antyadhezyjnym albo słabo związanym lakierem. Standardem jest rozpoznanie materiału, odtłuszczenie i – tam, gdzie jest to dopuszczalne – kontrolowane zwiększenie chropowatości. Po szlifowaniu usuwa się pył i ponownie oczyszcza powierzchnię. Nie każdy rozpuszczalnik jest bezpieczny dla danego plastiku: niektóre środki mogą inicjować mikropęknięcia lub zmieniać połysk. Dla PE i PP rozważa się systemy specjalistyczne albo dedykowany primer; dla metali pasywnych w procesach anaerobowych – odpowiedni aktywator. Przy kompozytach szczególnie ważne jest usunięcie zanieczyszczeń formierskich. Zakład produkcyjny powinien kontrolować czas od przygotowania powierzchni do sklejenia i zapobiegać ponownemu dotykaniu stref klejonych. Czysta powierzchnia nie jest dodatkiem do technologii klejenia, ale jej częścią.

38. Geometria zakładki, szczelina i kierunek obciążeń

Wytrzymałość kleju z katalogu zwykle wyznacza się w określonej próbie, na konkretnych materiałach i przy określonej grubości warstwy. W konstrukcji rzeczywistej naprężenia nie rozkładają się równomiernie. Zbyt krótka zakładka koncentruje siły na krawędziach, gruba warstwa może zmienić sztywność połączenia, a obciążenie odrywające prowadzi do innego mechanizmu uszkodzenia niż ścinanie. Konstruktor powinien dobierać geometrię tak, aby unikać punktowego odrywania i nierównomiernego zginania cienkich części. Dobór lepkości ma również wymiar praktyczny: rzadki klej jest dogodny do wąskiej szczeliny, pasta tiksotropowa do aplikacji pionowej lub większego odstępu. Nadmiar kleju nie zwiększa automatycznie trwałości; może wydłużyć proces utwardzania, powodować wycieki albo zanieczyszczać sąsiednie elementy. Warto przygotować prosty rysunek złącza z wymaganym wymiarem spoiny i sposobem unieruchomienia podczas wiązania.

39. Dozowanie ręczne, półautomatyczne i zrobotyzowane

Przy serii liczącej kilka elementów wystarczy czasem aplikacja z pojemnika i prawidłowe ręczne pozycjonowanie. Przy tysiącach podzespołów dziennie o jakości decydują stabilna objętość dozowania, właściwa końcówka, tempo przesuwu i kontrola zużycia. W klejach dwuskładnikowych szczególnie ważna jest proporcja mieszaniny i stan mieszalnika statycznego. Zbyt długi postój w końcówce może prowadzić do częściowego utwardzenia i zmian proporcji w pierwszej porcji po wznowieniu pracy. W klejach UV należy kontrolować źródło światła oraz rzeczywistą dawkę otrzymywaną przez spoinę, a nie wyłącznie czas włączenia lampy. W procesach z aktywatorem trzeba utrzymać powtarzalne pokrycie jednej z powierzchni. Kontrola może obejmować masę dozowaną, obraz ścieżki kleju i test niszczący próbek okresowych. Najlepszy produkt nie uratuje procesu, którego parametry zmieniają się z każdą zmianą operatora.

40. Walidacja połączeń: temperatura, wilgoć, chemia i trwałość

Przy wdrożeniu nowego produktu warto zaplanować sekwencję badań, która odpowiada faktycznej eksploatacji. Oprócz próby bezpośrednio po utwardzeniu wykonuje się starzenie cieplne, cykle temperatury, ekspozycję na wodę lub medium technologiczne i – jeśli to wymagane – test drganiowy albo zmęczeniowy. Przy klejeniu części o odmiennej rozszerzalności istotne są powtarzalne zmiany temperatury, a przy połączeniach cylindrycznych także sprawdzenie odporności na moment obrotowy. Warto zapisać miejsce zerwania: w podłożu, w warstwie kleju czy na granicy adhezyjnej. Sama liczba z maszyny wytrzymałościowej bez informacji o mechanizmie uszkodzenia jest niewystarczająca. Należy sprawdzić, czy czas utwardzania zastosowany na próbkach jest osiągalny na produkcji i czy tolerancje wymiarowe nie prowadzą do nieplanowanej zmiany grubości spoiny. Wyniki prób należy zachować w dokumentacji technologicznej.

41. Bezpieczeństwo, magazynowanie i decyzja zakupowa

Kleje przemysłowe są preparatami chemicznymi wymagającymi przechowywania i używania zgodnie z właściwymi kartami charakterystyki. Znaczenie mają termin przydatności, temperatura przechowywania, ochrona przed wilgocią lub światłem oraz czystość końcówek dozujących. Operator powinien znać zasady ochrony skóry i oczu, a stanowisko zapewniać właściwą wentylację. Szczególną uwagę trzeba poświęcić przypadkowemu sklejeniu skóry cyjanoakrylanem i pracy z promieniowaniem UV. Dobór zakupowy nie powinien polegać na wyborze najtańszego pojemnika, lecz na porównaniu kosztu prawidłowo wykonanej spoiny, braków produkcyjnych, czasu cyklu i trwałości eksploatacyjnej. O dostępności konkretnego oznaczenia, opakowania, okresie przydatności i dopuszczeniach należy każdorazowo upewnić się przed zamówieniem. W przypadku zamiennika kwalifikację przeprowadza się ponownie, ponieważ podobna nazwa technologii nie oznacza identycznego zachowania w połączeniu.

42. Podsumowanie zastosowań Permabond w przemyśle

Główna korzyść z szerokiego portfolio Permabond polega na możliwości dobrania technologii do funkcji złącza: anaerob do metalu i szczeliny bez dostępu tlenu, cyjanoakrylan do szybkiego montażu niewielkich detali, akryl konstrukcyjny do wymagających złączy i trudniejszych tworzyw, epoksyd do połączeń o dużej wytrzymałości oraz system UV tam, gdzie dostęp światła umożliwia kontrolowane utwardzanie. Przykłady produktów wskazane w artykule stanowią punkty startowe do selekcji, nie uniwersalne recepty. Skuteczny technolog bierze pod uwagę materiał, geometrię, siły, środowisko i rytm produkcji, następnie testuje złącze oraz dokumentuje zatwierdzoną procedurę. Tak prowadzony dobór pozwala ograniczyć awarie, skrócić montaż i wykorzystać zalety klejenia bez lekceważenia ograniczeń poszczególnych wyrobów.

Te produkty możesz kupić lub zamówić w sklepach firmowych ABS Smary: https://abscmt.pl/ lub https://sklepsmary.pl/. Możesz również zapytać o produkt technologa pod adresem e-mail: biuro@elub.pl.