Znajdź odpowiednie rozwiązanie dla swojego wyzwania.
Komponenty wykonane z materiałów kompozytowych są mocniejsze i bardziej sprężyste niż komponenty jednoskładnikowe o tej samej wadze.
Z tego powodu kompozyty są często wykorzystywane do budowy lekkich konstrukcji.
Przemysł motoryzacyjny jest jednym z głównych obszarów zastosowania tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami. Tworzenie lekkich konstrukcji według projektów wielomateriałowych stała się możliwa tylko dzięki zastosowaniu klejów o wysokich parametrach użytkowych.
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.
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.
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.
Jednak większość części wykonanych z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem jest wytwarzana w sposób oszczędny poprzez formowanie wtryskowe.
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.
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.
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:
PODŁOŻE 2 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Metale
|
Epoksyd wzmocniony włóknem
|
Termoutwardzalne tworzywa wzmocnione włóknem
|
Tworzywa termoplastyczne
|
Inne tworzywa termoplastyczne
|
Nylon wzmocniony włóknem |
||
PODŁOŻE 1 |
Metale | DP420NS DP125 Szare |
DP420NS DP6310NS |
DP6310NS DP8410NS |
DP8010 Niebieskie | DP8410NS DP6310NS |
DP6310NS |
|
|||||||
Epoksyd wzmocniony włóknem | DP420NS DP6310NS 760 |
DP6310NS DP8410NS 760 |
DP8010 Niebieskie | DP8410NS DP6310NS |
DP6310NS | ||
|
|||||||
Termoutwardzalne tworzywa wzmocnione włóknem | DP6310NS DP8410NS 760 |
DP8010 Niebieskie | DP8410NS DP6310NS |
DP6310NS | |||
|
|||||||
Tworzywa termoplastyczne | DP8010 Niebieskie | DP8010 Niebieskie | DP8010 Niebieskie | ||||
|
|||||||
Inne tworzywa termoplastyczne | DP8410 | DP8010 Niebieskie | |||||
|
|||||||
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.
Znajdź teraz odpowiedni produkt.
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
Dziękujemy za zainteresowanie firmą 3M. Aby pomóc nam skutecznie zarządzać Twoim zapytaniem i odpowiedzieć 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.
Otrzymaliśmy Państwa wiadomość i obecnie przetwarzamy zapytanie
Jeden z naszych przedstawicieli skontaktuje się z Państwem telefonicznie lub za pomocą wiadomości e-mail
Uzyskaj najnowsze informacje, praktyczne wskazówki i wiele więcej od wiodących w branży Ekspertów 3M i poszerz swoją wiedzę. Każde webinarium trwa 45 minut.