dwóch pracowników w laboratorium klejenia

Szukasz kleju do materiałów kompozytowych?

Znajdź odpowiednie rozwiązanie dla swojego wyzwania.

SKONTAKTUJ SIĘ Z NAMI

Ogólne informacje o kompozytach włóknistych

  • Ogólne informacje o kompozytach włóknistych
    • Kompozyty włókniste są materiałami mieszanymi lub wielofazowymi, które zasadniczo składają się z dwóch głównych składników: otaczającej matrycy (np. z tworzywa termoplastycznego, żywic syntetycznych) i włókien wzmacniających (np. szkła, węgla, polimerów lub ceramiki).
      Wiązki włókien są otoczone przez matrycę jak elastycznie zamknięta wiązka.

      Połączenie tych dwóch składników sprawia, że materiał ten uzyskuje właściwości wyższej jakości niż każdy z dwóch składników osobno.

      Zalety: zasadniczo kompozyty włókniste są bardziej stabilne niż materiały jednoskładnikowe wykonane z tworzyw sztucznych o tej samej wadze.

      Ponieważ jednak włókna przenoszą główne obciążenie w elemencie, włókno musi być ustawione zgodnie ze kierunkiem działania obciążenia.


W kompozytach włóknistych najczęściej stosuje się następujące rodzaje zbrojenia w postaci włókien:

  • Włókna szklane (GRP)
  • Włókna węglowe (CFRP)
  • Włókna ceramiczne lub mineralne (np. z tlenku glinu, włókien bazaltowych)
  • Włókna nylonowe
  • Włókna aramidowe
  • Włókna naturalne
  • Włókna stalowe
  • Włókna borowe

Włókna szklane są również najszerzej stosowanymi rodzajami włókien - 90% wszystkich włókien. W zależności od zastosowania, długość typowych zbrojeniowych włókien szklanych wynosi od 10 do 300 µm. Włókna dłuższe niż 1 mm są już uważane za „długie” w dziedzinie przetwórstwa tworzyw sztucznych.

Jako materiał matrycy najczęściej stosuje się następujące polimery:

Termoutwardzalne: Żywice fenolowe, żywice poliestrowe, żywice epoksydowe, żywice poliimidowe

Termoplastyczne: Polipropylen, poliamid, polisiarczek fenylu, polieteroeteroketon, polisulfon, polieteroimid, polifenylosulfon, polieterosulfon, poliamidoimid

Poliamid 6.6 jest szeroko stosowany jako materiał matrycowy z domieszką od 20 do 50 procent wagi włókien szklanych.

Istnieją następujące procesy produkcji niestandardowych elementów z kompozytów włóknistych:

  • Proces ręcznego układania
  • Układanie ręczne z dociskiem worka próżniowego
  • Natryskiwanie włókien
  • Nawijanie włókien
  • Infuzja próżniowa
  • Technologia Prepreg (np. w budowie samolotów)
  • Formowanie wtryskowe
  • Wytłaczanie
  • Metoda SMC
  • Beton zbrojony włóknami

Jednak większość części wykonanych z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem jest wytwarzana w sposób oszczędny poprzez formowanie wtryskowe.


Obszary zastosowania

Ostatnie trendy i postępy w produkcji w połączeniu z redukcją cen materiałów kompozytowych zwiększyły ich zastosowanie na rynku transportowym, przemysłowym jak i w tradycyjnym już zastosowaniu w branży lotniczej. W związku z rosnącą liczbą przepisów rządowych dotyczących emisji z pojazdów, potrzebą odciążania konstrukcji i zwiększonym zapotrzebowaniem konsumentów końcowych na produkty o wyższych parametrach użytkowych, materiały kompozytowe coraz częściej stają się częścią codziennych specyfikacji projektowych inżynierów. Kompozyty są używane w wielu różnych zastosowaniach w celu zmniejszenia ciężaru, zapewnienia lepszej odporności na warunki otoczenia, lepszej estetyki, większych opcji projektowych i zwiększonego stosunku sztywności do masy konstrukcji.


Klejenie kompozytów włóknistych w mieszance materiałów

Kompozyty wymagają nowych metod klejenia lub łączenia (poza tradycyjnymi metodami mechanicznymi i termicznymi), aby umożliwić optymalizację estetyki i wytrzymałości konstrukcji. Na szczęście postęp w dziedzinie klejów strukturalnych (epoksydowych, akrylowych i poliuretanowych) umożliwił projektantom tworzenie produktów spełniających wymagania integralności strukturalnej bez użycia mechanicznych łączników, nitów lub spawania. Ponadto te kleje strukturalne dobrze współpracują z wieloma podłożami, w tym z tworzywami sztucznymi, metalami i kompozytami, bez utraty właściwości użytkowych.

Nawet tworzywa sztuczne o niskiej energii powierzchniowej (LSE), takie jak termoplastyczne poliolefiny (TPO), polipropylen (PP) i polietylen (np. HDPE), które w przeszłości musiały być mocowane mechanicznie lub zgrzewane, można teraz łączyć za pomocą specjalnych klejów strukturalnych.

Do łączenia kompozytów lub materiałów mieszanych można użyć mocowań mechanicznych (takich jak zaciski, śruby itp.) z praktycznie każdą powierzchnią, ale wymagają one dodatkowych etapów w celu uformowania lub stworzenia odpowiednich miejsc na mocowania. Może to prowadzić do punktowych koncentracji naprężeń i skutkować pękaniem plastycznym i przedwczesnymi uszkodzeniami. Ponadto wiercenie otworów w materiałach kompozytowych powoduje zmniejszenie wytrzymałości ze względu na wprowadzenie nieciągłości w matrycy i włóknach wzmacniających. Wszystkie metody mechanicznego mocowania skutkują zwiększeniem masy i często gorszą estetyką wykończenia.

Spawanie cieplne i zgrzewanie tarciowe jest powszechną alternatywą dla niektórych kompozytów o matrycy polimerowej. Te techniki spawania są jednak energochłonne i wymagają intensywnego oprzyrządowania, a ich geometrie i kombinacje z podłożem są ograniczone. Oprócz tworzenia silnych wiązań, kleje strukturalne mogą obniżyć koszty ogólne, jednocześnie zwiększając trwałość produktów; a do tego są zwykle lżejsze niż łączniki mechaniczne. Trwałość jest poprawiona, ponieważ kleje rozkładają naprężenia na całej powierzchni łączenia, podczas gdy łączniki mechaniczne, nity i spawy mogą powodować koncentrację naprężeń prowadzącą do lokalnych osłabieni elementów. Ponadto zastosowanie klejów umożliwia uszczelnienie całego obszaru klejenia, zapewniając jednocześnie połączenie o wysokiej wytrzymałości. Kolejną ważną kwestią i zaletą klejenia jest łatwość, z jaką umożliwia łączenie różnych materiałów – w porównaniu z konwencjonalnymi metodami mechanicznymi. Na przykład kleje strukturalne zapobiegają korozji galwanicznej między różnymi metalami. Wreszcie, wyższa estetyka połączeń klejowych w porównaniu z łącznikami mechanicznymi pozwala na usprawnienie wzronictwa i wydajniejszą budowę produktu bez dodatkowych prac wykończeniowych. W związku z tym klejenie może być najlepszą opcją łączenia nowej generacji kompozytów konstrukcyjnych i tworzyw sztucznych.

Odpowiednie kleje

Do łączenia lekkich materiałów opracowano wiele produktów, w tym kleje firmy 3M, które doskonale nadają się do wydajnego łączenia kompozytów włóknistych, systemów wielomateriałowych i niskoenergetycznych tworzyw sztucznych.

Należą do nich na przykład:

  • 1K kleje uszczelniające na bazie poliuretanów oraz SMP
  • 1K i 2K konstrukcyjne kleje epoksydowe oraz 2K kleje konstrukcyjne akrylowe i poliuretanowe
  • strukturalne kleje na bazie żywic epoksydowych w postaci folii do materiałów kompozytowych
  • lekkie wypełniacze do wzmacniania rdzeni i krawędzi bardzo sztywnych struktur plastra miodu, np. w konstrukcjach pojazdów lub samolotów.
  • dwustronnie klejące taśmy z pianki akrylowej mogą zastąpić nity lub klipsy.
PODŁOŻE 2
Metale
  • Aluminium
  • Stal walcowana
  • Stal galwanizowana
Epoksyd wzmocniony włóknem
  • Włókno węglowe (CFRP)
  • Włókno szklane
Termoutwardzalne tworzywa wzmocnione włóknem
  • Poliestrowy (FRP)
  • Fenolowy
  • SMC
Tworzywa termoplastyczne
  • Polieolofina
  • PET
Inne tworzywa termoplastyczne
  • Akryl/PMMA
  • Poliwęglan (PC)
  • Sztywne PCW i HIPS
Nylon wzmocniony włóknem

PODŁOŻE 1

Metale DP420NS
DP125 Szare
DP420NS
DP6310NS
DP6310NS
DP8410NS
DP8010 Niebieskie DP8410NS
DP6310NS
DP6310NS
  • Aluminium
  • Stal walcowana
  • Stal galwanizowana
Epoksyd wzmocniony włóknem DP420NS
DP6310NS
760
DP6310NS
DP8410NS
760
DP8010 Niebieskie DP8410NS
DP6310NS
DP6310NS
  • Włókno węglowe (CFRP)
  • Włókno szklane
Termoutwardzalne tworzywa wzmocnione włóknem DP6310NS
DP8410NS
760
DP8010 Niebieskie DP8410NS
DP6310NS
DP6310NS
  • Poliestrowy (FRP)
  • Fenolowy
  • SMC
Tworzywa termoplastyczne DP8010 Niebieskie DP8010 Niebieskie DP8010 Niebieskie
  • Polieolofina
  • PET
  • HDPE
Inne tworzywa termoplastyczne DP8410 DP8010 Niebieskie
  • Akryl/PMMA
  • Poliwęglan (PC)
  • Sztywne PCW i HIPS
Nylon wzmocniony włóknem DP8910*

*Już wkrótce w ofercie 3M

Jednym z przykładów jest 3M™ Scotch-Weld™ Klej poliuretanowy do materiałów kompozytowych DP6330NS. To zielony, dwuskładnikowy klej poliuretanowy do łączenia materiałów kompozytowych, tworzyw sztucznych, metali oraz drewna. Półelastyczny klej posiada dobre właściwości absorpcji energii i zmęczenia, co umożliwia trwałe łączenie części kompozytowych i zespołów wielomateriałowych.

Używając kleju Duo-Pak (DP), polegaj na urządzeniach do dozowania 3M, które zapewniają wygodne i dokładne dozowanie, mieszanie i aplikowanie. Zaprojektowany specjalnie dla klejenia materiałów kompozytowych, nasz uniwersalny klej poliuretanowy do kompozytów 3M™ Scotch-Weld™ DP6330NS zapewnia wyjątkową wytrzymałość i trwałość połączeń. Klej ten charakteryzuje się doskonałymi właściwościami wydłużania i odporności na naprężenia, umożliwiając trwałe łączenie części kompozytowych, z tworzyw sztucznych, metali i drewna. Przy proporcji mieszanki 1:1, ten zielony klej ma 30-minutowy czas otwarty i osiąga wytrzymałość użytkową po około 2 godzinach. Klej charakteryzuje się doskonałą odpornością na wodę i wilgoć oraz bardzo dobrą odpornością na substancje chemiczne. Zalecane zastosowania to np. klejenie paneli kompozytowych lub innych tworzyw do ram metalowych lub trwałe łączenie kompozytów ze sobą. Klej poliuretanowy 3M™ Scotch-Weld™ DP6330NS może zastąpić nity i śruby w mocowaniu kompozytów do innych podłoży, zapewniając bardziej estetyczną i odporną na zmęczenie linię połączenia. Ponadto dobrze łączy się z większością metali bez konieczności gruntowania.



3 m rolka kleju na czarnym tle

Do jakiego procesu klejenia potrzebujesz rozwiązania?

Znajdź teraz odpowiedni produkt.

SELEKTOR PRODUKTÓW

Przy projektowaniu połączeń klejowych należy wziąć pod uwagę:

  • możliwość wystąpienia naprężeń spowodowanych różnymi rozszerzalnościami termicznymi materiałów łączonych,
  • minimalizację możliwości wystąpienia przeskoków w grubości warstwy kleju,
  • stosowanie klejów o niskim skurczu technologicznym,
  • optymalną ilość kleju dla danej aplikacji i unikanie nadmiaru pozostałości kleju w postaci wylewki,
  • utrzymywanie stałych warunków utwardzania.
baner pokazujący ikonę „Skontaktuj się z nami” na fioletowym banerze

Jak możemy pomóc?

Nawiążmy współpracę! Produkty 3M są nieustannie udoskonalane, by lepiej spełniać potrzeby klientów. Jeśli potrzebujesz znaleźć odpowiedni produkt do swojego zastosowania lub masz inne pytania dotyczące rozwiązań 3M, prosimy o kontakt +48 22 739 60 00

SKONTAKTUJ SIĘ Z NAMI

SKONTAKTUJ SIĘ Z NAMI

Wyślij nam wiadomość

Dziękujemy za zainteresowanie firmą 3M. Aby pomóc nam skutecznie zarządzać Twoim zapytaniem i odpowiadać na nie, uprzejmie prosimy o podanie niektórych kluczowych informacji, w tym danych kontaktowych. Podane przez Ciebie informacje zostaną wykorzystane w celu udzielenia odpowiedzi na Twoje zapytanie za pośrednictwem poczty elektronicznej lub telefonu przez przedstawiciela 3M lub jednego z naszych autoryzowanych partnerów biznesowych, którym możemy udostępnić Twoje dane osobowe zgodnie z polityką prywatności 3M.

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  • 3M takes your privacy seriously. 3M and its authorized third parties will use the information you provided in accordance with our Privacy Policy to send you communications which may include promotions, product information and service offers. Please be aware that this information may be stored on a server located in the U.S. If you do not consent to this use of your personal information, please do not use this system.

  • Wyślij wiadomość

Dziękujemy za kontakt z 3M

Otrzymaliśmy Państwa wiadomość i obecnie przetwarzamy zapytanie
Jeden z naszych przedstawicieli skontaktuje się z Państwem telefonicznie lub za pomocą poczt e-mail

An error occurred.