SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 31
Baixar para ler offline
Het verbinden van kunststoffen
                        Themadag - Microcentrum
                        Jos Sinke, Aerospace Engineering TU Delft
23-4-2012




        Delft
        University of
        Technology

        Challenge the future
Overzicht
Inleiding

Verbindingsmethoden

Lijmen van kunststoffen

Afrondende opmerkingen




                  Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   2 | 31
Inleiding
Verbinden van Kunststoffen centraal
Materiaalgroepen:
       - metalen
       - keramische materialen
       - kunststoffen of polymeren
       - vezelversterkte kunststoffen




                    Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   3 | 31
Inleiding
Waarom verbindingen nodig?
  Grootte van het produkt/constructie
  Toegankelijkheid
  Inspectie, reparatie, onderhoud
  Gebruik – beweegbare onderdelen
  Niet gelijksoortige materialen- metalen, kunststoffen,
    composieten
  Andere redenen: Economisch




                     Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   4 | 31
Inleiding
Welke eisen stellen aan verbindingen

  Doorleiden van krachten en momenten – belastingweg creeren

  Samenhang, stijfheid verzorgen

  Voldoende sterk zijn (> dan sterkte van afzonderlijke delen)

  Duurzaam – 5? tot 40 jaar (Vliegtuigen)

  Andere eisen: Glad oppervlak, luchtdicht, losneembaar (t.b.v.
   hergebruik), ….




                    Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   5 | 31
Inleiding

Voordelen
       genoemd bij het “Waarom” van verbindingen



Nadelen

• Toename van gewicht

• Verandering in materiaalgedrag (soms)

• Assembleren is erg tijdrovend/arbeidsintenief



                     Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   6 | 31
Verbindingsmethoden

4 hoofdgroepen

•   Pen-gat verbindingen
•   Lijmverbindingen
•   Lasverbindingen
•   Verbinden door vervorming




                      Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   7 | 31
Verbindingmethoden

Overdracht van krachten (bijv. Trekkracht):

Klinkverbinding:




Lasverbinding:




                    Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   8 | 31
Verbindingsmethoden - lijmen
• Krachten doorleiden door afschuiving – niet door trek

• Twee delen verbinden door het maken van een overlap

• Gebruik van een polymeer – lage sterkte en stijfheid – grote
  overlap maken

• Voorbehandelen van oppervlakken essentieel




                    Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   9 | 31
Verbindingsmethoden
          Een korte vergelijking

Kenmerk                        Pen-gat             Lijmen         Lassen        Omvormen

                        Klinken      Bouten


Gas en vloeistofdicht    Nee             Nee          Ja             Ja           Nee

Losneembaar             Beperkt          Ja          Nee           Nee            Nee

Spanningsconcen-          Ja             Ja        Gering          Nee             Ja
traties
Verwerkbaarheid          Goed         Goed        Moeilijk     Voldoende          Goed

Ongelijke materialen      Ja             Ja           Ja           Neeo            Ja


                           Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen     10 | 31
Lijmen van Kunststoffen

Lijmverbindingen (algemeen)

- Schoonmaken van het oppervlak – weghalen vervuling

- Bewerken van het oppervlak – w.o.
   - Opruwen (vergroten oppervlak)
   - Hechting te verbeteren door betere bevochtiging
   - Door chemisch activeren van grenslaag

- Aanbrengen van de lijm

- Uitharden van de lijm


                     Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   11 | 31
Lijmen van kunststoffen


Oppervlaktebehandeling

Doelen:
  - Schoonmaken van het oppervlak
  - Zorgen voor een goede hechting (sterke verbinding) en -
    optioneel - een duurzame verbinding (lange levensduur)

Methoden:
  - Metalen: chemische processen
  - Kunststoffen en Composieten: mechanische processen
    (o.a. schuren)
      - Thermoplasten: fysische methoden



                        Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   12 | 31
Lijmen van kunststoffen
      bevochtiging - visueel

                                Randhoekmeter



 Beeld door microscoop:



               vloeistof
                  oppervlak




geheel geen                gedeeltelijke                  volledige bevochtiging
bevochtiging               bevochtiging                           θ = 0º
                       Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   13 | 31
Lijmen van kunststoffen
    Kritische oppervlaktespanning van enkele substraten




                                  Een hypothetische vloeistof met
                                  een oppervlaktespanning gelijk
                                  aan de critische oppervlakte
                                  spanning zal net over dat
                                  oppervlak uitspreiden.


                  Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   14 | 31
Lijmen van kunststoffen
         mechanische oppervlaktebehandeling


                        ontvetten met oplosmiddelen

                         oppervlaktelaag verwijderen


                    stralen                              schuren


             zand             grit          schuurpapier         scotch brite



                          reinigen met oplosmiddelen



Zo snel mogelijk na de voorbehandeling de lijm of primer aanbrengen


                              Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   15 | 31
Lijmen van kunststoffen
         fysische oppervlaktebehandeling

                                    ontvetten

                                    activeren

                       chemische modificatie oppervlak


corona-ontlading

               oxiderende vlam

                                 lage-druk
                                   plasma
                                             UV-ozon

                                                    laserbestraling

 Binnen paar uur lijm of verf aanbrengen                              openlucht plasma


                         Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen     16 | 31
Lijmen van kunststoffen
          1e Voorbeeld: Vlambehandeling




                            Werkstuk




            Vlam



• Als gevolg van de warmtebehandeling vindt oxidatie van het
  kunststof oppervlak plaats.
• Hierbij spelen ondermeer de werkstuk- snelheid en de
  vlamtemperatuur een grote rol.

                      Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   17 | 31
Lijmen van kunststoffen
      oppervlaktebehandeling - vlambehandeling

  De invloed van snelheid en afstand op de
         uiteindelijke hechtsterkte

                          shear stress vs platform speed of flame treatment
                                             for PE/MMA
                        1,8
                        1,6
   shear stress (MPa)




                        1,4
                        1,2
                          1
                        0,8
                        0,6
                        0,4
                        0,2
                          0
                              0     10       20        30          40     50        60
                                                  speed (m/min)

                          height=75cm    height=78cm        height=80cm   height=86cm


                                         Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   18 | 31
Lijmen van kunststoffen
      Vlambehandeling




Voordelen
  • erg goedkoop in aanschaf
  • snel


Nadelen
  • moeilijk reproduceerbaar te krijgen
  • vormbeperkingen




                   Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   19 | 31
Lijmen van kunststoffen
      2e voorbeeld: Corona behandeling


Twee principes:

Directe corona                                           Indirecte corona




                                         Perslucht
                                                               Hoogspanning
           Hoogspanning

         Werkstuk
   Tegen-
                                                        Werkstuk
 electrode


                    Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   20 | 31
Lijmen van kunststoffen
       Corona behandeling




                                                                     [Bron: Tigres GMbH]




Invloed van corona dosis op oppervlakte energie van kunststoffen

                     Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen         21 | 31
Lijmen van kunststoffen
      Corona behandeling


Voordelen
  • snel
  • niet erg duur

Nadelen
  • vooral goed toepasbaar op vlakke of licht gekromde
   oppervlakken
  • moeilijk om in productieproces goed reproduceerbaar te
   krijgen




                    Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   22 | 31
Lijmen van kunststoffen
           Welke lijm? - Specificatie van eisen

De keuze van de lijm moet gebaseerd zijn op te stellen eisen aan product en verbinding:


• Te verbinden materialen (kunststof/metaal, stijfheid, oppervlakte conditie,
  thermische uitzettingscoëfficient, temperatuur stabiliteit)
• Functie van de verbinding (structureel, fixering, afdichting, borging)
• Type verbinding (overlap, kopse verbinding, hoek verbinding, T-verbinding,
  enz.)
• Belasting op de verbinding (trek, druk, schuif, pel, statisch, continue,
  dynamisch)
• Omgevingscondities / gebruiksomstandigheden (temperatuur, vocht,
  corrosie, chemisch, UV, enz.)
• Specifieke eisen of functionaliteit (elektrische of thermische geleidbaarheid,
  geometrische stabiliteit, enz)
• Afmetingen en vorm (lijm oppervlak, vlakheid, toleranties, lijmlaagdikte)
• Productie aspecten
• Reparatie aspecten


                                 Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen       23 | 31
Lijmen van kunststoffen
   Mogelijkheden – lijmen met fysische uitharding




                Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   24 | 31
Lijmen van kunststoffen
   Lijmen met chemische uitharding




               Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   25 | 31
Lijmen van kunststoffen
            Het aanbrengen van de lijm - Productie aspecten

Ontwerp en lijmkeuze wordt gebaseerd op de keuze van het productie proces


   • Seriegrootte (bepaald investeringsniveau voor
     lijmgereedschap/machines)
   • Productietempo (eis t.a.v. uithardingsnelheid)
   • Mate van automatisering (gerelateerd aan aantal producten)
   • Gewenst productie proces
        • Oppervlakte behandeling van lijmvlak
        • Aanbrengmethode van lijmmateriaal
        • Uithardingscondities
   • Productie ruimte condities (buiten of ruimte met controle van
     vochtigheid en temperatuur)
   • Beschikbare productiemiddelen (van simpele lijmtang tot autoclaaf)
   • Kwaliteitsbeheersing, borging

                             Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   26 | 31
Lijmen van kunststoffen

In de volgende lezingen zullen een reeks van
voorbeelden en toepassingen worden getoond.




Tot slot nog enkele afsluitende opmerkingen


                   Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   27 | 31
Afsluitende opmerkingen

Lijmverbinding is competitief
   Voorbeeld:
      • Lijmen met maximale afschuifsterkte 40-60 MPa (N/mm2)
      • Overlap lengte van 30 – 50 mm
      • Stel: gemiddelde spanning op 50%; knock-down factor voor
        duurzaamheid op 50%
      • Resuleert in sterkte van 400 – 750 N/mm


Opm: effectiviteit van lijm wordt minder bij dikke plaat

Nieuwe concepten mogelijk
   Zoals sandwich panelen, laminaten



                      Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   28 | 31
Afsluitende opmerkingen

Nieuwe concepten – hybride materialen: ARALL, GLARE,…




                  Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   29 | 31
Afsluitende opmerkingen

Lijmen meest passende verbinding voor nieuwe
 materialen?
 Composieten, Keramische materialen
 Verbinden ongelijke materialen?




                 Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   30 | 31
Afsluitende opmerkingen

Kernpunten voor een goede lijkmverbinding:
  •   Goed ontwerp
  •   Juiste voorbehandeling
  •   Juiste keuze van lijm en mogelijke tussenlagen
  •   Goede proces controle (incl. kwaliteitscontrole)




                     Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen   31 | 31

Mais conteúdo relacionado

Mais de Themadagen

Karel Spee - Holst Centre
Karel Spee - Holst CentreKarel Spee - Holst Centre
Karel Spee - Holst CentreThemadagen
 
Margreet de Kok - Holst Centre
Margreet de Kok - Holst CentreMargreet de Kok - Holst Centre
Margreet de Kok - Holst CentreThemadagen
 
Joop Onnekink - Pezy Product Innovation
Joop Onnekink - Pezy Product InnovationJoop Onnekink - Pezy Product Innovation
Joop Onnekink - Pezy Product InnovationThemadagen
 
Bas Krins - Applied Polymer Innovations Institute
Bas Krins - Applied Polymer Innovations InstituteBas Krins - Applied Polymer Innovations Institute
Bas Krins - Applied Polymer Innovations InstituteThemadagen
 
Christiaan Bolck - Wageningen UR/ DPI ValueCentre
Christiaan Bolck - Wageningen UR/ DPI ValueCentreChristiaan Bolck - Wageningen UR/ DPI ValueCentre
Christiaan Bolck - Wageningen UR/ DPI ValueCentreThemadagen
 
Rene Dijkstra - DARE!!
Rene Dijkstra - DARE!!Rene Dijkstra - DARE!!
Rene Dijkstra - DARE!!Themadagen
 
Willem van der Bijl - Produca
Willem van der Bijl - ProducaWillem van der Bijl - Produca
Willem van der Bijl - ProducaThemadagen
 
Michael Gerrits - Van Diepen Van der Kroef Advocaten
Michael Gerrits - Van Diepen Van der Kroef AdvocatenMichael Gerrits - Van Diepen Van der Kroef Advocaten
Michael Gerrits - Van Diepen Van der Kroef AdvocatenThemadagen
 
Nick de With - Fusacon
Nick de With - FusaconNick de With - Fusacon
Nick de With - FusaconThemadagen
 
De heer Henk van Eeden
De heer Henk van EedenDe heer Henk van Eeden
De heer Henk van EedenThemadagen
 
Benno Oderkerk - Avantes
Benno Oderkerk - AvantesBenno Oderkerk - Avantes
Benno Oderkerk - AvantesThemadagen
 
Stijn Berkhout - RIVM
Stijn Berkhout - RIVMStijn Berkhout - RIVM
Stijn Berkhout - RIVMThemadagen
 
Gregor van Baars - TNO
Gregor van Baars - TNOGregor van Baars - TNO
Gregor van Baars - TNOThemadagen
 
Frits Feenstra - TNO
Frits Feenstra - TNOFrits Feenstra - TNO
Frits Feenstra - TNOThemadagen
 
Yves Hagedorn - Fraunhofer Institute for Laser Technology
Yves Hagedorn - Fraunhofer Institute for Laser TechnologyYves Hagedorn - Fraunhofer Institute for Laser Technology
Yves Hagedorn - Fraunhofer Institute for Laser TechnologyThemadagen
 
Hessel Maalderink - TNO
Hessel Maalderink - TNOHessel Maalderink - TNO
Hessel Maalderink - TNOThemadagen
 
Tom de Bruyne - Layerwise
Tom de Bruyne - LayerwiseTom de Bruyne - Layerwise
Tom de Bruyne - LayerwiseThemadagen
 
Jan van Hulst - Phoenix
Jan van Hulst - PhoenixJan van Hulst - Phoenix
Jan van Hulst - PhoenixThemadagen
 
Peter Vandromme
Peter VandrommePeter Vandromme
Peter VandrommeThemadagen
 
Brend Brevé - Philips Industry Consulting
Brend Brevé - Philips Industry ConsultingBrend Brevé - Philips Industry Consulting
Brend Brevé - Philips Industry ConsultingThemadagen
 

Mais de Themadagen (20)

Karel Spee - Holst Centre
Karel Spee - Holst CentreKarel Spee - Holst Centre
Karel Spee - Holst Centre
 
Margreet de Kok - Holst Centre
Margreet de Kok - Holst CentreMargreet de Kok - Holst Centre
Margreet de Kok - Holst Centre
 
Joop Onnekink - Pezy Product Innovation
Joop Onnekink - Pezy Product InnovationJoop Onnekink - Pezy Product Innovation
Joop Onnekink - Pezy Product Innovation
 
Bas Krins - Applied Polymer Innovations Institute
Bas Krins - Applied Polymer Innovations InstituteBas Krins - Applied Polymer Innovations Institute
Bas Krins - Applied Polymer Innovations Institute
 
Christiaan Bolck - Wageningen UR/ DPI ValueCentre
Christiaan Bolck - Wageningen UR/ DPI ValueCentreChristiaan Bolck - Wageningen UR/ DPI ValueCentre
Christiaan Bolck - Wageningen UR/ DPI ValueCentre
 
Rene Dijkstra - DARE!!
Rene Dijkstra - DARE!!Rene Dijkstra - DARE!!
Rene Dijkstra - DARE!!
 
Willem van der Bijl - Produca
Willem van der Bijl - ProducaWillem van der Bijl - Produca
Willem van der Bijl - Produca
 
Michael Gerrits - Van Diepen Van der Kroef Advocaten
Michael Gerrits - Van Diepen Van der Kroef AdvocatenMichael Gerrits - Van Diepen Van der Kroef Advocaten
Michael Gerrits - Van Diepen Van der Kroef Advocaten
 
Nick de With - Fusacon
Nick de With - FusaconNick de With - Fusacon
Nick de With - Fusacon
 
De heer Henk van Eeden
De heer Henk van EedenDe heer Henk van Eeden
De heer Henk van Eeden
 
Benno Oderkerk - Avantes
Benno Oderkerk - AvantesBenno Oderkerk - Avantes
Benno Oderkerk - Avantes
 
Stijn Berkhout - RIVM
Stijn Berkhout - RIVMStijn Berkhout - RIVM
Stijn Berkhout - RIVM
 
Gregor van Baars - TNO
Gregor van Baars - TNOGregor van Baars - TNO
Gregor van Baars - TNO
 
Frits Feenstra - TNO
Frits Feenstra - TNOFrits Feenstra - TNO
Frits Feenstra - TNO
 
Yves Hagedorn - Fraunhofer Institute for Laser Technology
Yves Hagedorn - Fraunhofer Institute for Laser TechnologyYves Hagedorn - Fraunhofer Institute for Laser Technology
Yves Hagedorn - Fraunhofer Institute for Laser Technology
 
Hessel Maalderink - TNO
Hessel Maalderink - TNOHessel Maalderink - TNO
Hessel Maalderink - TNO
 
Tom de Bruyne - Layerwise
Tom de Bruyne - LayerwiseTom de Bruyne - Layerwise
Tom de Bruyne - Layerwise
 
Jan van Hulst - Phoenix
Jan van Hulst - PhoenixJan van Hulst - Phoenix
Jan van Hulst - Phoenix
 
Peter Vandromme
Peter VandrommePeter Vandromme
Peter Vandromme
 
Brend Brevé - Philips Industry Consulting
Brend Brevé - Philips Industry ConsultingBrend Brevé - Philips Industry Consulting
Brend Brevé - Philips Industry Consulting
 

Jos Sinke - TU Delft

  • 1. Het verbinden van kunststoffen Themadag - Microcentrum Jos Sinke, Aerospace Engineering TU Delft 23-4-2012 Delft University of Technology Challenge the future
  • 2. Overzicht Inleiding Verbindingsmethoden Lijmen van kunststoffen Afrondende opmerkingen Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 2 | 31
  • 3. Inleiding Verbinden van Kunststoffen centraal Materiaalgroepen: - metalen - keramische materialen - kunststoffen of polymeren - vezelversterkte kunststoffen Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 3 | 31
  • 4. Inleiding Waarom verbindingen nodig? Grootte van het produkt/constructie Toegankelijkheid Inspectie, reparatie, onderhoud Gebruik – beweegbare onderdelen Niet gelijksoortige materialen- metalen, kunststoffen, composieten Andere redenen: Economisch Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 4 | 31
  • 5. Inleiding Welke eisen stellen aan verbindingen Doorleiden van krachten en momenten – belastingweg creeren Samenhang, stijfheid verzorgen Voldoende sterk zijn (> dan sterkte van afzonderlijke delen) Duurzaam – 5? tot 40 jaar (Vliegtuigen) Andere eisen: Glad oppervlak, luchtdicht, losneembaar (t.b.v. hergebruik), …. Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 5 | 31
  • 6. Inleiding Voordelen genoemd bij het “Waarom” van verbindingen Nadelen • Toename van gewicht • Verandering in materiaalgedrag (soms) • Assembleren is erg tijdrovend/arbeidsintenief Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 6 | 31
  • 7. Verbindingsmethoden 4 hoofdgroepen • Pen-gat verbindingen • Lijmverbindingen • Lasverbindingen • Verbinden door vervorming Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 7 | 31
  • 8. Verbindingmethoden Overdracht van krachten (bijv. Trekkracht): Klinkverbinding: Lasverbinding: Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 8 | 31
  • 9. Verbindingsmethoden - lijmen • Krachten doorleiden door afschuiving – niet door trek • Twee delen verbinden door het maken van een overlap • Gebruik van een polymeer – lage sterkte en stijfheid – grote overlap maken • Voorbehandelen van oppervlakken essentieel Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 9 | 31
  • 10. Verbindingsmethoden Een korte vergelijking Kenmerk Pen-gat Lijmen Lassen Omvormen Klinken Bouten Gas en vloeistofdicht Nee Nee Ja Ja Nee Losneembaar Beperkt Ja Nee Nee Nee Spanningsconcen- Ja Ja Gering Nee Ja traties Verwerkbaarheid Goed Goed Moeilijk Voldoende Goed Ongelijke materialen Ja Ja Ja Neeo Ja Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 10 | 31
  • 11. Lijmen van Kunststoffen Lijmverbindingen (algemeen) - Schoonmaken van het oppervlak – weghalen vervuling - Bewerken van het oppervlak – w.o. - Opruwen (vergroten oppervlak) - Hechting te verbeteren door betere bevochtiging - Door chemisch activeren van grenslaag - Aanbrengen van de lijm - Uitharden van de lijm Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 11 | 31
  • 12. Lijmen van kunststoffen Oppervlaktebehandeling Doelen: - Schoonmaken van het oppervlak - Zorgen voor een goede hechting (sterke verbinding) en - optioneel - een duurzame verbinding (lange levensduur) Methoden: - Metalen: chemische processen - Kunststoffen en Composieten: mechanische processen (o.a. schuren) - Thermoplasten: fysische methoden Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 12 | 31
  • 13. Lijmen van kunststoffen bevochtiging - visueel Randhoekmeter Beeld door microscoop: vloeistof oppervlak geheel geen gedeeltelijke volledige bevochtiging bevochtiging bevochtiging θ = 0º Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 13 | 31
  • 14. Lijmen van kunststoffen Kritische oppervlaktespanning van enkele substraten Een hypothetische vloeistof met een oppervlaktespanning gelijk aan de critische oppervlakte spanning zal net over dat oppervlak uitspreiden. Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 14 | 31
  • 15. Lijmen van kunststoffen mechanische oppervlaktebehandeling ontvetten met oplosmiddelen oppervlaktelaag verwijderen stralen schuren zand grit schuurpapier scotch brite reinigen met oplosmiddelen Zo snel mogelijk na de voorbehandeling de lijm of primer aanbrengen Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 15 | 31
  • 16. Lijmen van kunststoffen fysische oppervlaktebehandeling ontvetten activeren chemische modificatie oppervlak corona-ontlading oxiderende vlam lage-druk plasma UV-ozon laserbestraling Binnen paar uur lijm of verf aanbrengen openlucht plasma Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 16 | 31
  • 17. Lijmen van kunststoffen 1e Voorbeeld: Vlambehandeling Werkstuk Vlam • Als gevolg van de warmtebehandeling vindt oxidatie van het kunststof oppervlak plaats. • Hierbij spelen ondermeer de werkstuk- snelheid en de vlamtemperatuur een grote rol. Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 17 | 31
  • 18. Lijmen van kunststoffen oppervlaktebehandeling - vlambehandeling De invloed van snelheid en afstand op de uiteindelijke hechtsterkte shear stress vs platform speed of flame treatment for PE/MMA 1,8 1,6 shear stress (MPa) 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 10 20 30 40 50 60 speed (m/min) height=75cm height=78cm height=80cm height=86cm Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 18 | 31
  • 19. Lijmen van kunststoffen Vlambehandeling Voordelen • erg goedkoop in aanschaf • snel Nadelen • moeilijk reproduceerbaar te krijgen • vormbeperkingen Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 19 | 31
  • 20. Lijmen van kunststoffen 2e voorbeeld: Corona behandeling Twee principes: Directe corona Indirecte corona Perslucht Hoogspanning Hoogspanning Werkstuk Tegen- Werkstuk electrode Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 20 | 31
  • 21. Lijmen van kunststoffen Corona behandeling [Bron: Tigres GMbH] Invloed van corona dosis op oppervlakte energie van kunststoffen Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 21 | 31
  • 22. Lijmen van kunststoffen Corona behandeling Voordelen • snel • niet erg duur Nadelen • vooral goed toepasbaar op vlakke of licht gekromde oppervlakken • moeilijk om in productieproces goed reproduceerbaar te krijgen Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 22 | 31
  • 23. Lijmen van kunststoffen Welke lijm? - Specificatie van eisen De keuze van de lijm moet gebaseerd zijn op te stellen eisen aan product en verbinding: • Te verbinden materialen (kunststof/metaal, stijfheid, oppervlakte conditie, thermische uitzettingscoëfficient, temperatuur stabiliteit) • Functie van de verbinding (structureel, fixering, afdichting, borging) • Type verbinding (overlap, kopse verbinding, hoek verbinding, T-verbinding, enz.) • Belasting op de verbinding (trek, druk, schuif, pel, statisch, continue, dynamisch) • Omgevingscondities / gebruiksomstandigheden (temperatuur, vocht, corrosie, chemisch, UV, enz.) • Specifieke eisen of functionaliteit (elektrische of thermische geleidbaarheid, geometrische stabiliteit, enz) • Afmetingen en vorm (lijm oppervlak, vlakheid, toleranties, lijmlaagdikte) • Productie aspecten • Reparatie aspecten Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 23 | 31
  • 24. Lijmen van kunststoffen Mogelijkheden – lijmen met fysische uitharding Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 24 | 31
  • 25. Lijmen van kunststoffen Lijmen met chemische uitharding Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 25 | 31
  • 26. Lijmen van kunststoffen Het aanbrengen van de lijm - Productie aspecten Ontwerp en lijmkeuze wordt gebaseerd op de keuze van het productie proces • Seriegrootte (bepaald investeringsniveau voor lijmgereedschap/machines) • Productietempo (eis t.a.v. uithardingsnelheid) • Mate van automatisering (gerelateerd aan aantal producten) • Gewenst productie proces • Oppervlakte behandeling van lijmvlak • Aanbrengmethode van lijmmateriaal • Uithardingscondities • Productie ruimte condities (buiten of ruimte met controle van vochtigheid en temperatuur) • Beschikbare productiemiddelen (van simpele lijmtang tot autoclaaf) • Kwaliteitsbeheersing, borging Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 26 | 31
  • 27. Lijmen van kunststoffen In de volgende lezingen zullen een reeks van voorbeelden en toepassingen worden getoond. Tot slot nog enkele afsluitende opmerkingen Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 27 | 31
  • 28. Afsluitende opmerkingen Lijmverbinding is competitief Voorbeeld: • Lijmen met maximale afschuifsterkte 40-60 MPa (N/mm2) • Overlap lengte van 30 – 50 mm • Stel: gemiddelde spanning op 50%; knock-down factor voor duurzaamheid op 50% • Resuleert in sterkte van 400 – 750 N/mm Opm: effectiviteit van lijm wordt minder bij dikke plaat Nieuwe concepten mogelijk Zoals sandwich panelen, laminaten Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 28 | 31
  • 29. Afsluitende opmerkingen Nieuwe concepten – hybride materialen: ARALL, GLARE,… Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 29 | 31
  • 30. Afsluitende opmerkingen Lijmen meest passende verbinding voor nieuwe materialen? Composieten, Keramische materialen Verbinden ongelijke materialen? Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 30 | 31
  • 31. Afsluitende opmerkingen Kernpunten voor een goede lijkmverbinding: • Goed ontwerp • Juiste voorbehandeling • Juiste keuze van lijm en mogelijke tussenlagen • Goede proces controle (incl. kwaliteitscontrole) Themadag Microcentrum – Verbinden van kunststoffen 31 | 31