Střední odborné učiliště stavební, odborné učiliště a učiliště

1. Střední odborné učiliště stavební, odborné učiliště a učiliště Sabinovo náměstí 16 360 09 Karlovy Vary Bohuslav V i n t e r odborný učitel uvádí pro T2 tuto výukovou prezentaci : 3.4 Olepování bočních ploch – Uhlíř 3.5 Montážní lepení

2. 3.4 Olepování bočních ploch • V této části je uvedena pouze problematika olepování boků dýhami a reaktoplastickými fóliemi bez povrchové úpravy (brusnými fóliemi). Olepování boků fóliemi povrchově upravenými a lamináty je podrobně uvedeno v části 4.4 - Suché způsoby povrchových úprav. • Tato výrobní operace zaznamenala v posledním období nejvýraznější pokrok v použití jak nových typů lepidel a technologií, tak i strojních zařízení a vyvinula se ve velmi produktivní způsob lepení. Olepování bočních ploch a dílců lze zařadit mezi nejnáročnější operace z hlediska nejen technologie a techniky, ale i z hlediska obsluhy. Velké rychlosti posuvu, vysoké teploty, lepidla a složitost jednotlivých funkčních agregátů i celého zařízení vyžadují dodržování všech technologických podmínek materiálů, lepidel, zařízení a obsluhy.

3. Olepování bočních ploch • Technologické podmínky při olepování boků : • Vlhkost – podkladů (%) 8  2 dýhovacích pásků (%) 8  2 • Tloušťka pásků (mm) 0,3 až 0,8 • Nános lepidla (g.m-2) 160 až 200 • Tlak válečků (Mpa) 0,08 až 0,12 • Teplota zpracování: SK 326 200  10 Gluflene GU 190  5 (syntetické pásky) SK 327/10 190  1 Gluflene N1 190  5 (dýhové pásky) • Rychlost posuvu (m.min-1) 18až30 (pro SK 326 20-30)

4. Olepování bočních ploch • Olepování bočních ploch dílců se provádí na průběžných olepovačkách, které jsou jednostranné nebo dvoustranné. Olepovačky zahrnují tyto činnosti: • nános lepidla, • přiložení olepovacího materiálu, • přitlačení, vytvrzení lepidla a • odstranění přesahu olepovaných materiálů. • Olepovačky sdružují i další funkční jednotky pro broušení, frézováni a vrtání, popř. i další operace (obr. 48, 49 – viz další strana).

5. Olepování bočních ploch • Obr. 48 Schéma znázornění olepovačky bočních ploch metodou teplo-studenou • 1 – nános lepidla a přísun olepovacího materiálu, 2 – ořezání přečnívající dýhy na délku, 3 – ořezání přečnívající dýhy na šířku, 4 – kartáčovací jednotka, 5 – zkosení hran, 6 – broušení, 7 – škrabka, 8 – broušení zkosených hran

6. Olepování bočních ploch • Obr. 49 Schéma olepování bočních ploch dílců s křivočarým obrysem • 1 – frézka k zarovnání krycího materiálu s plochou, • 2 – dílec, • 3 – kyvně uložené rameno s agregáty k nalepování a krácení krycího materiálu, • 4 – kotouč s krycím materiálem, • a, b, c, d – některé příklady možnosti olepování

7. 3.4.1 Olepování bočních ploch • Technologický princip a technika lepení jsou založeny na následujících metodách: • - na metodě horko - studené (ohřev lepidla- nános-vychladnutí), • - na metodě studeno - teplé (nanesení studeného lepidla na lepicí pásku - aktivace lepidla teplem - spojení s olepovaným dílcem vychladnutí.

8. Olepování bočních ploch Hlavní typy lepidel • Podle surovinové základny rozlišujeme následující typy tavných lepidel: a) lepidla etylenvinylacetátová (klasické tavné lepidlo), b) tavné lepidlo z terpolymerátů kyseliny akrylové, esteru kyseliny akrylové a etylenu, c) polyéterové lepidlo, d) polyuretanové lepidlo, e) polyamidové lepidlo • Modifikací přírodních a syntelických pryskyřic nebo esterů pryskyřic, změkčovadel, ředidel, antioxidantů a zesilujících plnidel se jednotlivé typy tavných lepidel přizpůsobují speciálním účelům zpracování a lepení.

9. 3.4.2 Termostabilita lepidel • Z hlediska techniky a kvality lepení je nutné mít na zřeteli soubor faktorů, které zahrnujeme pod pojmem termostabilita tavných lepidel. • I při dodržování ohřívacích teplot udávaných výrobcem je lepidlová tavenina vystavena stálým vysokým teplotám, které mohou vést k tzv. oxytermodefektu. To znamená, že stálým působením vzdušného kyslíku a vysoké teploty může dojít k určitým procesům, které zhoršují vlastnosti lepidla. • Při dlouhotrvajícím přehřátí taveniny se vyskytují oxytermodefekty v zesílené míře. Projevují se jako silné hnědnutí, stálé zhušťováni lepidlové taveniny a lepidlo se rozkládá až na černou usazeninu. Zhuštění vede k závadným spojům, pomalá degradace zhoršuje adhezi a kohezi.

10. 3.5 Montážní lepení • Montážní lepení zahrnuje lepení součástí, dílců, podskupin a celých výrobků. Při lepení rozeznáváme: a) přímé lepení montážních prvků (lepení čepů, dlabů, ozubů, per, drážek apod.), b) lepení za pomoci vložených prvků (lepení kolíků, vložených per apod.). • K lepení se používají převážně polyvinylacetátová lepidla (PVAC), a tavná lepidla, v menším rozsahu močovinoformaldchydová lepidla. Lepidla se nanášejí štětcem, vstřikováním nebo pistolemi, a to podle druhu lepidla a spojovacího prvku.

11. Montážní lepení • Zásady pro aplikaci PVAC lepidel. Základní podmínkou použití disperzního lepidla je schopnost alespoň jednoho ze slepovaných materiálů přijímat vodu obsaženou v lepidle. • Podmínkou správného postupu lepení je dodržení těsnosti lepené spáry. Disperzní montážní lepidla obsahují 50 až 60% sušiny, a nemají proto velkou plnicí schopnost. Čím dokonaleji na sebe lepené plochy dosednou, tím je pevnost spoje vyšší, neboť se mohou v plné míře uplatnit přitažlivé síly specifické adheze. • Velikost nánosu lepidla je závislá na kvalitě a charakteru slepovaných materiálů a pohybuje se od 80 do 400 g.m'. Nánosy 100 g.m2 se používají při nalepování dekoračních fólif (PVC, PS aj.).

12. 3.5.1 Lisovací tlak • Záleží na způsobu lepení, na druhu a stavu dřeva, na teplotě a na tom, jaké požadavky se kladou na pevnost spoje. Lisovat se má tlakem 0,1 až l MPa, podle konstrukce spoje. Doba lisování • Při normální teplotě se doba lisování pohybuje od l2 do 30 minut a je opět závislá na charakteru spoje. Dobu lisování je možné zkrátit asi na 3 až 5 minut v případě technologie využívající akumulované teplo. Při této technologii je jedna z lepených ploch dotykově předehřáta vhodným, např. kovovým tělesem o teplotě 180°C. Za 60 sekund se lepená plocha ohřeje na teplotu 60 až 90 °C a na takto předehřátou plochu je přiložen druhý neohřátý dílec, opatřený nánosem lepidla.

13. Lisovací tlak • Pevnosti lepení dostatečné pro další opracování se dosáhne po osmi hodinách při teplotě 20±2 °C a při relativní vlhkosti 65±5 % (tab. 23). • Tab. 23 Lisovací teploty a doby při montážním lepení • Pozn. : délka lisování závisí do značné míry na rozměrech lepeného výrobku

14. 3.5.2 Spojování lepením – způsob Folding • Jedním ze způsobů lepení je tzv. Folding systém. Princip se zakládá na výrobě korpusů menších rozměrů, podnoží, skříněk, zásuvek atd. způsobem svinutí pláště (obr. 50 – viz následující strana). • Dílec se nejdříve konstrukčně opracuje řezáním a frézováním průběžných pokosových drážek ve tvaru písmene V. Stěny svírají úhel 90°. Hloubka drážky závisí na druhu krycího materiálu. Při úpravě konstrukčních desek termoplastickými fóliemi (PVC) prochází drážka celou tloušťkou desky až k fólii. Vysoká pevnost fólie zabezpečuje soudržnost dílce a její ohýbatelnost umožňuje složit dílec do tvaru korpusu bez další úpravy.

15. Spojování lepením – způsob Folding Obr. 50 • Nanášení dvou druhů lepidel při lepení podle systému Folding • a) – do drážky před složením souboru, • b) – princip sestavení korpusu

16. Spojování lepením – způsob Folding • Při použití dýhy na povrchu konstrukční desky se vychází při určování hloubky drážky z vlastnosti dýh. U dýhy z dřevin s krátkými vlákny se musí drážka prořezat na celou tloušťku konstrukční desky, stejně jako při použití laminovaných desek. Tam, kde elasticita dýhy zaručuje po ohnutí dýhy čistý lom, se dýha prořeže do 1/2 až 2/3 tloušťky konstrukční desky. V tomto případě je nutné podlepení samolepicí páskou.

17. Spojování lepením – způsob Folding • Při lepení se používají disperzní PVAC lepidla nebo v případě kombinovaného lepení PVAC lepidla a tavná lepidla. Při kombinovaném způsobu lepeni se na 1/3 spáry nanese tavné lepidlo a na 2/3 spáry disperzní PVAC lepidlo (obr. 50). Využívají se tak přednosti obou lepidel. Tavné lepidlo zabezpečuje v krátkém čase manipulační pevnost spoje a disperzní PVAC lepidlo pevnost a odolnost spoje (tab. 24 – viz obrázek na další straně).

18. Spojování lepením – způsob Folding • Tab. 24 Doba sestavení souborů při 20°C u jednotlivých způsobů lepení

19. Spojování plasty Spojování plasty • Princip technologie spočívá v roztavení a vstříknutí plastu do vyfrézovaných dutin konstrukčního spoje dílců. Po vychladnutí plast ztvrdne a vytvoří pevné spojení především rohových spojů dílců korpusu (obr. 57 – viz následující strana). • Nejvhodnějším plastem je polyamid (PA), který se vyznačuje vysokou pevností, houževnatostí a tuhostí, je odolný proti teplu, vlhkosti a rozpouštědlům. Pevnost spoje je několikanásobně vyšší než pevnost kolíkového spoje.

20. Spojování plasty Obr. 51 • Způsob spojování Moltinject systém • A,b – spoj na pokos, c – spoj se zaoblením rohů

21. Spojování plasty • Polyamid se taví při teplotě 220 až 300 °C. Vstřikuje se tlakem až 20 MPa. Vysoký tlak zabezpečuje vniknutí roztaveného plastu do mikrodutin vyfrézovaného profilu, a tím dochází k velmi dobrému zakotvení plastu a vytvoření vynikajícího spojení. • Při chladnutí se taviva objemově smršťují v rozmezí 4 až 7% , což také příznivě působí na vytvoření pevného spoje. • Tento technologický princip (Moltinjeet nebo Held Moltinjeet) se používá při rohových spojích dřevotřískových desek.

22. 3.6. Spojování plastů Plasty se spojují třemi základními způsoby: • a) spojování mechanické • různými spojovacími prvky (šrouby, vruty, nýty), • tvarovou úpravou (v podobě drážek, výstupků, lemů, prstenců a záhybů); • b) spojování teplem • vysokofrekvenčním ohřevem, • ultrazvukovým ohřevem, • horkým plynem, • tepelným kontaktem, • třením; • c) spojování lepením • rozpouštědly a • lepidly.

23. 3.6.1 Mechanické spojování plastů • Mechanické spojování se nejčastěji používá na rozebíratelné spoje, pomocí šroubů a vrutů vedených v zalisovaných pouzdrech. • Zalisovaná pouzdra se vyrábějí převážně z kovů nebo slitin kovů. V menším rozsahu též z plastů i tvrdého dřeva (obr. 52 – viz obrázek na následující straně). • U nerozebíratelných spojů se používají ke spojení nýty, sponky a hřebíky. Spojování hřebíky lze použít jen u některých druhů plastů (PA, POM, hPS, fenoxidů a lehčených plastů). Nýty se používají hliníkové, měděné, mosazné a v některých případech i nýty z plastomerů.

24. Mechanické spojování plastů Obr. 52 • Příklady mechanického spojování plastů • a – samořezným šroubem, • b – do zalisovaného pouzdra, • c – vrutem • Při spojování je třeba brát v úvahu mechanické vlastnosti plastů a rozdílné hodnoty tepelné roztažitelnosti. Proto je potřebné používat spojovací prvky s většími průměry hlavy a podložek, aby se působící síly rozložily na větší plochu.

25. 3.6.2 Spojování plastů teplem Spojování vysokofrekvenčním ohřevem. • Spojování je založeno na vzniku tepla při působení vysokofrekvenčního pole na některé typy plastů, zejména polárních, při kterém dochází k rychlým pohybům částic - molekul. • Při vysokofrekvenčním sváření je množství energie dáno vztahem :

26. Spojování plastů teplem • Vlastní vysokofrekvenční svařovací zařízení sestává z vysokofrekvenčního generátoru, lisu a svařovacích elektrod (obr. 53 – viz obrázek na následující straně). • Síla elektrického pole nesmí dosáhnout takové výše, aby došlo k probití materiálu. Velmi dobře se svařuje měkký i tvrdý PVC.

27. Spojování plastů teplem • Obr. 53 • Příklad nástroje pro vysokofrekvenční svařování • 1 – dělící hrana (nůž), • 2 – tvarovací elektrody, • a – tloušťka fólií, • b – rozměr tvarovací elektrody = 2a; • r – poloměr zaoblení tvarovací elektrody

28. Spojování plastů teplem Spojování ultrazvukem • Spojování ultrazvukem patří mezi nejvíce používané způsoby spojování plastů. Oproti předcházejícím způsobům nedochází k tepelnému namáhání materiálu v celém průřezu, k přehřívání povrchu nebo k prohřívání a tavení celé hmoty. • Nahřátí či natavení plastu nastává ve spoji. Ve spoji se dodávaná energie ultrazvuku v důsledku Brownova pohybu molekul přemění na energii tepelnou. Ke spojení dochází ve velmi krátkém čase.

29. Spojování plastů teplem • Zařízení na ultrazvukové svařování sestává z ultrazvukového generátoru, pneumatického přípravku k přitlačení sonotrod a z vlastních sonotrod. • Tímto způsobem je možné svařovat i materiály nesvařitelné vysokofrekvenčním ohřevem. Příklady tvarů pro sváření ultrazvukem jsou znázorněny na obr. 54 – viz obrázek na následující straně. Velmi dobře se svařují materiály z měkkého í tvrdého PVC.

30. Spojování plastů teplem Obr. 54 • Optimální tvary na svařování ultrazvukem • a – slabý svár, • b – pevnější svár, • c – nejpevnější svár

31. 3.6.3 Spojování tepelným kontaktem • Spojování je založeno na principu vedení tepla, které je přenášeno tepelným kontaktem na spoj. Využívá se především při svařování fólií. Teplo a tlak se vyvíjejí pomocí elektrody, kterou tvoří zpravidla odporový drát vyhřátý na potřebnou teplotu. Výše teploty se určí podle druhu svařovaného materiálu. Elektroda se zahřeje elektrickým impulsem v okamžiku, kdy se přitlačí na místo spoje. Tím dojde k rychlému natavení fólie a vzájemnému spojení.

32. 3.6.4 Spojování plastů lepením • Plasty se mohou lepit pomocí rozpouštědel, roztoků polymerů v těchto rozpouštědlech, roztoky kaučuků, disperzemi plastů i taveninami lepidel.

33. Spojování plastů lepením Lepení plastomerů • Plastomery představují širokou skupinu polymerů, která se skládá z materiálů: • a) velmi dobře lepitelných (PS, PMMA, ABS, PVC, deriváty celulózy, polykarbonáty), • b) velmi těžko lepilelných (polyamidy, polyformaldehydy, polyetylentereftalát), • c) inertních – které je možné lepit jen po náročné úpravě; pevnost lepeného spoje zpravidla nepřesahuje 30 % pevnosti materiálu (PF, PP, polyizobutylen- PIB). • Před lepením je nutné provést odmaštění rozpquštědly

34. Spojování plastů lepením Lepeni PVC • PVC a některé polymery se dají lepit roztoky PVC, chlórovaného PVC a kaučukovými lepidly. • Měkčené PVC (např. podlahovinu) je ze zdravotních a bezpečnostních důvodů výhodné lepit lepidlem na bázi latexů, chloroprenového a nitrilového kaučuku, nověji na bázi PVC. V poslední době se pro lepení tvrdého i měkčeného PVC používají PUA lepidla (Vukoplast D 418). Pro venkovní expozici je možné použít UMACOL B, FA-63.

35. Spojování plastů lepením Lepeni akrylových polymerů • Pro lepení je vhodný zejména chloroform, dichloretylen nebo monomer metylmetakrylát. Pro lepení akrylátů navzájem, ale i akrylátů s kovy, sklem a dřevem se používají kopolymery butylmetakrylátu. • V některých případech se uplatňují i lepidla na bázi kaučuků (chloroprenového, akrylonitrilového) za přídavku síťujících činidel (isokynátů) a roztoková lepidla obsahující akrylátové polymery (UMACOL M3).

36. Spojování plastů lepením Lepeni polyamidů • Nejvhodnější jsou reaktivní lepidla na bázi N-substituovaného kaprolaktamu (silon 40) butadienakrylonitrilového kaučuku modifikovaného polyisokyanáty (Desmodur A) nebo modifikovaných fenoplastových pryskyřic. Jsou to lepidla, které vyžadují při lepení určitou teplotu a tlak. Vytvrzují se za poměrně krátký čas a umožňují kombinované spoje při dobré pevnosti. • Na nenáročné spoje o pevnosti lepení 0,2 MP a jsou vhodné alkafeny nebo alkapreny. Nejvíce používaný způsob lepení je pomocí roztoku potyamidu-rczorcinu (FIXAMID).

37. Spojování plastů lepením Lepeni polystyrenů • Polystyren je polární lehce rozpustný termoplast a lze jej velmi snadno spojovat rozpouštědly. • Pokud se polystyren spojuje s pryží, kovy, dřevem a textilem, je vhodné použít lepidla na bázi chlorkaučuku. Ne lepeni lehčeného PS však zásadně používají bezrozpouštědlová lepidla. Nejvýhodnější je CHS Epoxy 110 a CHS Epoxy 1200.

38. Spojování plastů lepením Lepení reaktoplastů • Při lepení reaktoplastů je možné používat univerzální lepidla. Fenoplasty se lepí fenolformaldehydovými, rezorcinovými nebo furanovými lepidly. Aminoplasty se lepí aminoplastovými (melaminovými a močovinovými) lepidly, při kombinacích s dřevem též fenoplastovými lepidly. Ve speciálních případech se lepí i epoxidovými lepidly nebo modifikovanými elastomery. • Materiály na bázi polyesterových pryskyřic se lepí stejným typem polyesteru a epoxidy.

39. Kontrolní otázky • 1. Vysvětlete význam a účel spojování ve výrobě nábytku a způsoby spojování • 2. Vysvětlete význam lepení a vliv jednotlivých činitelů na jakost lepení. • 3. Vysvětlete význam teorie adheze a koheze při lepení. 4. Vysvětlete význam pojmů a názvosloví z oblasti lepení. • 5. Vysvětlete vliv druhu dřeviny, vlhkosti a pH na kvalitu lepeni. • 6. Uveďte jednotlivé fáze a význam olepování masívy a egalizace materiálů. • 7. Které tmely se používají pro tmeleni konstrukčních materiálů před lepením?

40. Kontrolní otázky • 8. Vysvětlete význam přípravy lepidel a lepících směsí. Vzájemný poměr jednotlivých složek ve směsích při lepení a dýhováni. • 9. V čem spočívává příprava klihů pro lepení? • 10. Uveďte způsoby nanášeni lepicích směsi a velikost nánosů při různých způsobech lepení. • 11. Co je to pravidlo symetrie? Vysvětlete význam pravidla pro rovinnou stabilitu dílců. • 12. Uveďte výši používaných tlaků a teplot při lepení v hydraulických lisech. • 13. Vysvětlete význam a způsoby hodnocení jakosti lepených spojů.

41. Kontrolní otázky • 14. Uveďte a vysvětlete nejdůležitější údaje při olepování bočních ploch dýhami a brusnými fóliemi. • I5. Co je to termostabilita lepidel? Její vliv na kvalitu lepení. • 16. Co je to montážní lepení? Použitá lepidla a podmínky lepeni. • 17. Vysvětlete lepení způsobem Folding. • 18. Vysvětlete spojování plastů mechanicky a teplem. • 19. Vysvětlete zp5soby spojování plastů ultrazvukem, tepelným kontaktem a lepidly.