При избора на индустриално лепило често се срещат понятията отворено време, работно време, време за фиксиране и пълно втвърдяване. Те описват различни етапи от процеса и не трябва да се използват като взаимозаменяеми.
Разбирането на тези параметри е важно не само за правилното приложение на лепилото, но и за организацията на производството – колко време има операторът за сглобяване, кога детайлите могат да бъдат преместени и кога могат да бъдат подложени на пълно натоварване.
Накратко:
отворено време → сглобяване → фиксиране → функционална якост → пълно втвърдяване
Конкретните времена винаги зависят от продукта, материалите и условията на работа.
Какво е отворено време?
Отвореното време е периодът след нанасяне на лепилото, през който детайлите трябва да бъдат съединени, така че да може да се получи надеждно залепване.
След изтичането му повърхността или самото лепило може да се промени до степен, при която правилното свързване вече не е гарантирано.
Терминът е особено важен при лепила, при които след нанасяне протичат процеси като:
-
- образуване на повърхностен слой;
- изпаряване;
- реакция с атмосферната влага;
- започване на химическо втвърдяване.
Отвореното време не показва колко време е необходимо лепилото да се втвърди. То показва с колко време разполагаме за правилното съединяване на детайлите.
Отворено време и работно време едно и също ли са?
Не винаги.
Тези понятия понякога се използват близко по значение, но технически могат да описват различни характеристики.
Отворено време
Отнася се основно до периода след нанасянето на лепилото върху повърхността, през който детайлите могат да бъдат съединени.
Работно време
Работното време показва периода, през който лепилото остава годно за използване след започване на определен процес.
Това е особено важно при двукомпонентните лепила, където химическата реакция започва след смесването на компонент A и компонент B.
Например:
смесване → започва работното време → нанасяне → сглобяване → фиксиране → пълно втвърдяване
Затова при двукомпонентно лепило работното време може да започне да тече още преди продуктът да е нанесен върху детайла.
Какво е време за фиксиране?
Времето за фиксиране показва приблизително след какъв период залепените детайли придобиват достатъчна начална стабилност.
Това може да позволи например:
-
- внимателно преместване;
- освобождаване от фиксиращо приспособление;
- преминаване към следваща производствена операция.
Но тук има много важно уточнение:
Фиксирането не означава пълно втвърдяване.
Фактът, че детайлите вече не се разместват лесно, не означава, че залепването е достигнало крайната си механична, температурна или химическа устойчивост.
Контактните лепила показват защо различните технологични времена не трябва да се смесват. При BEST-Kontakt 2933 са посочени 5–10 минути време за изпаряване, приблизително 2 часа технологичен прозорец за контактно залепване и около 24 часа до окончателно втвърдяване.
Какво е функционална якост?
Между първоначалното фиксиране и пълното втвърдяване често има още един важен етап – функционалната якост.
Това е състоянието, при което залепените детайли вече са достигнали определена част от крайната си здравина и могат да бъдат използвани или обработвани при определени условия.
Точният смисъл на „функционална якост“ зависи от конкретния продукт и техническата му документация.
При някои индустриални процеси именно този параметър е по-важен от времето до пълно втвърдяване, защото определя кога производството може безопасно да продължи към следващата операция.
Какво означава пълно втвърдяване?
Пълното втвърдяване е етапът, в който лепилото достига предвидените си крайни характеристики при зададените условия.
В зависимост от продукта това може да включва достигане на необходимите:
-
- механична якост;
- твърдост или еластичност;
- температурна устойчивост;
- химическа устойчивост;
- устойчивост при продължително натоварване.
Следователно фактът, че лепилото е фиксирало за няколко минути, не означава, че след същите няколко минути трябва да бъде подложено на максимално натоварване.
По-подробно разгледахме това във Въпрос 18: Колко време съхне индустриалното лепило?.
Пример: как протича процесът?
Да приемем, че се използва двукомпонентно структурно лепило.
Последователността може да изглежда така:
1. Смесване на компонентите
↓
2. Започва работното време
↓
3. Лепилото се нанася
↓
4. Детайлите се позиционират и съединяват
↓
5. Настъпва първоначално фиксиране
↓
6. Достига се функционална якост
↓
7. Достига се пълно втвърдяване
Точното време между тези етапи може да бъде различно за всеки продукт.
Как се различават времената при различните индустриални лепила?
Цианоакрилатни лепила
Цианоакрилатните лепила са характерни с много бързото си първоначално фиксиране.
При подходящи условия то може да настъпи за секунди, което ги прави подходящи за:
-
- малки детайли;
- прецизен монтаж;
- серийно производство;
- приложения с кратък производствен цикъл.
Това обаче отново не означава моментално достигане на всички крайни характеристики.
За повече информация вижте пълното ръководство за цианоакрилатните лепила BEST-CA.
UV и светлинно втвърдяващи се лепила
При UV и други светлинно втвърдяващи се системи процесът може да бъде много бърз, когато лепилото е изложено на подходящ светлинен източник.
Тяхното голямо производствено предимство е контролируемото начало на втвърдяването.
Операторът може да има време за:
нанасяне → позициониране → проверка → светлинно облъчване → бързо втвърдяване
Това ги прави особено интересни за автоматизирани производствени процеси.
Вижте UV лепило срещу епоксид – сравнителен анализ.
Анаеробни лепила
При анаеробните лепила процесът започва, когато продуктът бъде ограничен между подходящи метални повърхности и достъпът на кислород бъде намален.
Това е характерно за приложения като:
-
- осигуряване на резби;
- фиксиране на лагери;
- втулки и валове;
- уплътняване на резбови съединения;
- фланцово уплътняване.
При продуктите BEST-MK техническата документация често посочва отделно:
Fixture time → Functional strength → Total curing time
Например при някои продукти от серията първоначалното фиксиране може да настъпи за минути, функционалната якост – след няколко часа, а пълното втвърдяване – по-късно.
Точните стойности трябва да се проверяват за конкретния продукт.
Вижте пълното ръководство за анаеробните лепила BEST-MK.
Какво е pot life при двукомпонентните лепила?
При двукомпонентните продукти може да срещнете и термина pot life.
Той описва периода след смесване на компонентите, през който сместа остава достатъчно обработваема за приложение при определени условия.
Pot life е особено важен при:
-
- епоксидни лепила;
- полиуретанови лепила;
- други реактивни двукомпонентни системи.
След смесването реакцията вече е започнала и времето не може просто да бъде „спряно“.
Затова при големи детайли и сложен монтаж прекалено краткото работно време може да бъде недостатък.
Защо по-бързото лепило не винаги е по-добро?
Представете си голям детайл, върху който трябва да се нанесат няколко метра лепило, след което вторият детайл трябва внимателно да бъде позициониран.
Ако продуктът започне да се втвърдява прекалено бързо, операторът може да няма достатъчно време за правилно сглобяване.
При такива приложения по-дългото работно или отворено време може да бъде предимство.
Обратно – при малки детайли в автоматизирана линия краткото време за фиксиране може значително да увеличи производителността.
Затова „най-бързото лепило“ и „най-подходящото лепило“ не са едно и също нещо.
Как температурата влияе върху тези времена?
Температурата може значително да промени скоростта на химическите реакции.
При много лепила:
по-ниска температура → по-бавно втвърдяване
а в допустимите за продукта граници:
по-висока температура → по-бързо протичане на реакцията
Това обаче не е универсално правило за произволно нагряване.
Условията за приложение и втвърдяване трябва да бъдат съобразени с техническата документация на конкретния продукт.
Влияе ли количеството лепило?
При някои реактивни двукомпонентни системи – да.
По-голямото количество смесен материал може да генерира повече топлина в резултат на химическата реакция и да промени реалното работно време.
Затова стойността за pot life, измерена при определено лабораторно количество, не трябва автоматично да се приема като абсолютно еднаква при всяка производствена ситуация.
Влияят ли материалите?
Да.
При някои технологии материалът има пряко влияние върху процеса на втвърдяване.
Особено показателни са анаеробните лепила, при които активните и по-пасивните метални повърхности могат да доведат до различна скорост на реакцията.
При определени приложения може да се използва активатор.
Повече по тази тема вижте в Трябва ли да се използва праймер преди индустриалното лепило?.
Защо подготовката на повърхността е важна?
Дори лепило с правилно избрани времена няма да даде оптимален резултат върху силно замърсена или неподходящо подготвена повърхност.
Масла, греси, прах и технологични замърсявания могат да повлияят върху адхезията.
Затова преди нанасяне вижте как правилно се подготвят повърхностите за индустриално залепване.
Най-честата грешка – детайлът изглежда фиксиран, следователно е готов
Това е опасно предположение.
Детайлите могат да изглеждат стабилни много преди лепилото да е достигнало необходимите крайни характеристики.
Особено при критични приложения трябва да се спазват времената, определени в техническата документация.
Не трябва да се разчита единствено на това дали детайлът може да бъде преместен с ръка.
Сравнение на основните понятия
| Понятие | Какво показва? | Практически въпрос |
|---|---|---|
| Отворено време | Колко време след нанасяне може да се извърши правилното съединяване | „До кога трябва да сглобя детайлите?“ |
| Работно време | Колко време продуктът остава подходящ за работа | „Колко време имам за нанасяне и монтаж?“ |
| Pot life | Обработваемостта на смесена реактивна система | „Колко време мога да използвам сместа?“ |
| Време за фиксиране | Кога се достига начална стабилност | „Кога детайлът вече няма лесно да се размести?“ |
| Функционална якост | Кога е достигната достатъчна здравина за определена последваща операция | „Кога мога да продължа производствения процес?“ |
| Пълно втвърдяване | Кога се достигат предвидените крайни характеристики | „Кога продуктът е напълно втвърден?“ |
Как тези времена влияят върху производителността?
При серийно производство времето за фиксиране може да има директно влияние върху:
-
- takt time;
- броя на необходимите фиксатори;
- дължината на производствената линия;
- времето между операциите;
- производствения капацитет.
Но работното време също е критично.
Прекалено бърз продукт може да намали времето за фиксиране, но едновременно с това да затрудни монтажа.
Следователно оптималният продукт трябва да осигури достатъчно време за правилно сглобяване и достатъчно бързо фиксиране за производствения процес.
Как да изберем правилните времена?
При оценката на индустриално лепило задайте следните въпроси:
- Колко време е необходимо за нанасяне?
- Колко време е необходимо за позициониране?
- Има ли сложен монтаж?
- Колко детайла се произвеждат за една смяна?
- Кога трябва да бъде освободен фиксаторът?
- Кога детайлът трябва да премине към следващата операция?
- Кога ще бъде подложен на реално натоварване?
- При каква температура протича производството?
Едва тогава може да се определи дали конкретното лепило е достатъчно бързо – или може би прекалено бързо – за приложението.
Времето за работа и втвърдяване обаче е само част от информацията, необходима за правилния подбор на адхезивно решение. Материалите, хлабината, температурата, натоварването и химическата среда също трябва да бъдат отчетени. Вижте Каква информация е необходима за правилен избор на индустриално лепило?.
Често задавани въпроси
Отворено време и време за фиксиране едно и също ли са?
Не. Отвореното време определя периода, през който детайлите могат да бъдат правилно съединени след нанасянето. Времето за фиксиране показва кога вече е достигната определена начална стабилност.
Работно време и pot life едно и също ли са?
Понятията често са близки, особено при двукомпонентни продукти, но точната им дефиниция трябва да се проверява в техническия лист на производителя.
Мога ли да натоваря детайла веднага след фиксиране?
Не трябва да се приема автоматично. Първоначалното фиксиране не е равнозначно на пълно втвърдяване.
Кое време е най-важно при серийно производство?
Зависи от процеса. Често критични са едновременно работното време и времето за фиксиране.
Защо техническият лист показва няколко различни времена?
Защото те описват различни етапи от процеса на втвърдяване и дават различна информация за производството и експлоатацията.
Каква е разликата накратко?
Най-лесно може да се запомни така:
Отворено време → колко време имаме да съединим детайлите.
Работно време / pot life → колко време можем да работим с продукта.
Време за фиксиране → кога детайлите придобиват начална стабилност.
Функционална якост → кога може да бъде възможна следваща операция или определено натоварване.
Пълно втвърдяване → кога лепилото достига предвидените крайни характеристики.
Това е и причината при избор на продукт да не гледаме само стойността „curing time“, а целия производствен процес.
Различните материали могат да изискват различни адхезивни технологии, които се различават и по начина и скоростта на втвърдяване. Ако все още определяте коя технология е подходяща за конкретното приложение, вижте Как се избира индустриално лепило според материалите, които ще се залепват?.
За по-широк преглед вижте Сравнение на индустриални лепила – видове, приложения и избор.
Нуждаете се от помощ при избора?
На продуктовия сайт на АВТЕХ Адхезивес България можете да разгледате различни решения BEST Klebstoffe за професионално индустриално залепване.
При конкретно приложение е полезно да определите материалите, необходимото време за монтаж, желаното време за фиксиране, температурата, натоварването и производствения цикъл.
Свържете се с АВТЕХ Адхезивес България за техническа консултация и съдействие при избора на подходящо индустриално лепило.