V oblasti spojování materiálů je lepení jednou z nejběžnějších metod, kterou každý známe z domova například v podobě sekundového lepidla či lepící 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.
Uplatnění průmyslových lepidel v praxi
Úspěšná realizace spoje, tak aby splňovala 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 správně fungovat v měsících zimních, a k tomu stačí 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.
Uplatnění průmyslových lepidel v praxi je obrovské a způsoby aplikací se liší podle potřeb jednotlivých výrobních segmentů. Zdaleka nejrozšířenějším je způsob nanášení tavného lepidla, anglicky známý 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, plastů (lepidla EVA, APAO), 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, butyly, či rozpouštědlová lepidla od kterých se ale v současné době opouští kvůli jejich špatnému vlivu na ekologii.
Výhody průmyslového lepení podtrhuje i schopnost nanášení třemi základními způsoby:
- housenkou nebo bodově
- plošný nános štěrbinovou tryskou
- sprejování 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 ale 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 příliš 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 nízko porézní. 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 možno snížit pomocí plazmování a přilnavosti k materiálu prospěje i jeho zdrsnění. Nejčastějším uplatnění 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.
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. žehlících prken. Velmi časté je použití lepení při balení potravin a spotřebního zboží, lepení etiket, výrobě průmyslových obalů, lepení textilu, výrobě fólií a dalších oborech.
Přínosy a rizika
Z hlediska tavného lepení, mezi jeho hlavní výhody patří jeho doba nanášení lepidla, naopak u reaktivních (PUR) lepidel finální pevnost spoj dosahuje v řádech desítek minut, lepidlo musí totiž ztuhnout či zpolymerovat. Tuto nevýhodu PUR lepidel efektivně odstraňují tavná PUR lepidla, kde manipulační pevnost zajišťuje zchladnutí lepidla a konstrukční pevnost se dosahuje během další manipulace s dílem. Na rozdíl od PUR lepidel, běžné tavné lepení také není vhodné pro díly, které jsou následně vystaveny vysokým pracovním teplotám, protože se lepidlo zkrátka znovu roztaví. To však může být i výhodou, neboť se tak spoj stane rozebíratelným.
Hlavní výhodou lepení kovů oproti konvenčním technologiím je to, že nenarušuje lepený materiál. Není třeba do něj vrtat díry, tak jako je tomu při nýtování. Materiál není teplotně ovlivněn tak, jak je tomu 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 tavící 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 těsnící prvek zabraňuje korozi mezi spojovanými díly.
Shrnutí na závěr
Průmyslové lepení je velmi progresivní technologie, která stále své uplatnění nachází v širším poli působnosti. Průmyslová lepidla dávají široké možnosti použití, avšak je potřeba mít partnera s dluholetou zkušenosti a pečlivě zvážit všechny okolní faktory.
