Проектирование клеевых соединений

Клейкие ленты дают многочисленные выгоды при использовании в различных конструкционных применениях, однако выбор продуктов и порядок его использования часто затруднен так как:

– требования реальных применений не всегда сопоставимы с технической информацией, представляемой производителями клеевых продуктов;

– нет нормативных документов, регламентирующих те или иные применения клеевых средств;

В материалах блока «Применения» рассмотрены основные требования и этапы разработки клеевых соединений на тех практических примерах, которые были детально проработаны с привлечением расчетных, лабораторных и полевых методов, а также имеющих богатый опыт эксплуатации:  

1. Монтаж фотоэлектрического (ФЭ) модуля,
2. Структурное остекление
3. Склеивание в железнодорожном транспорте.

В этих примерах проектирование клеевых соединений включало в себя несколько этапов:

1. Определение требований к клеевому соединению, в том числе, тех воздействий, которым будет оно подвергаться в процессе изготовления, хранения и эксплуатации. Это может включать в себя рассмотрение таких факторов, как:

1	Геометрия	Размеры соединяемых элементов, их предельные отклонения, размеры клеевой области, ее толщина
2	Материалы	Природа материалов, их характеристики: физико-механические, коэффициент теплового расширения, электропроводность и др; Состояние поверхностей: шероховатость, загрязненность, наличие покрытий и способ их подготовки
3	Нагрузки	Место приложения, характер, направление, величина, частота, продолжительность
4	Конструкция	Возможности оптимизации конструкции для лучшего удовлетворения требованиям применения и свойствам клеевой системы
5	Эксплуатация	Область применения, место установки и окружающая среда: излучение, влажность, температурный режим, агрессивные среды
6	Контроль	Система качества, лабораторные возможности, регламенты и сертификаты Расчеты аналитические и численные
7	Обслуживание	Контролируемость, ремонтопригодность, периодичность и порядок сервиса
8	Переработка	Демонтаж, повторное использование, разделение материалов, утилизация
9	Технология производства	Технология изготовления, безопасность, наличие оборудования, эргономика, производительность, условия хранения и транспортировки сырья и готовых изделий
10	Стоимость	Затраты на изготовление и оборудование, стоимость жизненного цикла

2. Оценку вариантов конструкций. В зависимости от способа соединения деталей меняется распределение нагрузок, степень контакта с воздействующими на клеевое соединение факторами, появляются или исключаются отдельные конструкционные элементы, могут быть использованы разные материалы и так далее. Поэтому часто проводят сравнительную оценку требований при разных конструктивных решениях, например оценку распределения нагрузки при разных вариантах крепления, и выбирают наиболее оптимальную. Такую оценку делают с помощью аналитических или численных расчетов, или экспериментально.

3. Количественная оценка воздействий на клеевое соединение и установление его минимально необходимых характеристик с учетом запаса прочности, а также выбор соответствующих методов испытаний. Для этого, прежде всего, используются нормативные документы для изделий и условий, в которых планируется использовать клеевое соединение. Однако такие нормативные документы существуют далеко не всегда, кроме того, они могут не подходить для клеевых соединений или не в полной мере оценивать нагрузки или климатические условия для рассматриваемого применения. Поэтому часто проектирование требует проведения экспериментов по установлению критериев клеевого соединения.

4. Выбор клеевой системы исходят из технологических и эксплуатационных требований к клеевому соединению и полученных количественных оценок их минимального уровня.

5. Испытания свойств клеевого соединения по выбранным методам испытаний.