Płyny montażowe kontra łączniki mechaniczne

    W dzisiejszej technologii montażu coraz większą rolę odgrywają różnego rodzaju płyny, przed którymi stawia się rozmaite zadania. W niektórych obszarach konkurują skutecznie z mechanicznymi łącznikami. Spróbujmy przyjrzeć się temu zagadnieniu nieco dokładniej… 

    Wydaje się, że techniki montażu do których zaliczają się kleje, uszczelniacze, pasty (w tym lutownicze), smary czy oleje nie mają wielu zwolenników wśród inżynierów mechaników. Jednak to one stanowią niejednokrotnie o przewadze konkurencyjnej produktu końcowego. Coraz częściej bowiem kluczowymi cechami podzespołów montowanych na nowoczesnych liniach są np.:

    KLEJENIE reflektorów pozwala

    wyeliminować zatrzaski, śruby itp

    • szczelność – np. określony stopień IP,
    • estetyka – minimalizacja widoczności złącza,
    • wydłużenie okresu bezawaryjnego działania podzespołu,
    • pojawienie się nowych rodzajów materiałów,
    • obniżenie ciężaru podzespołu,
    • zwiększenie sztywności,
    • obniżenie ogólnego kosztu produkcji wyrobu.

    Na pierwszy rzut oka może się wydawać, iż niektóre z powyższych celów są… sprzeczne. Na przykład wzrost oczekiwanej jakości wyrobu z jednoczesnym obniżeniem kosztów jego wytwarzania przeciętnemu inżynierowi mechanikowi kojarzy się ze zmniejszeniem tolerancji wymiarów, zwiększeniem jakości powierzchni, lepszymi materiałami, a to oznacza KOSZTY.

    Zastosowanie płynów montażowych otwiera nowe możliwości i godzi często sprzeczne założenia konstrukcyjne. Jednak wymaga to innego podejścia i zmiany sposobu myślenia. Może dlatego w swojej praktyce zawodowej najczęściej spotykam się z płynami montażowymi w konstrukcjach i projektach amerykańskich, francuskich, niemieckich itp. Producenci bazujący na projektach polskich wydają się preferować łączenia mechaniczne, które być może są bliższe ich sercu. Jednocześnie polskie konstrukcje z trudem walczą z nowocześniejszymi, zgrabniejszymi, a na dodatek – tańszymi rozwiązaniami.

    Dla zilustrowania zagadnienia spróbujmy się przyjrzeć następującym przykładom:

    Uszczelka mechaniczna kontra uszczelka płynna

    Porównajmy dwa rozwiązania często spotykanego elementu. Niech będzie to dwuczęściowa obudowa jakiegokolwiek urządzenia, wykonana z tworzywa lub blachy. Porównanie obu sposobów wskaże nam, które wspólne obszary możemy poddać analizie (Tabela 1.).

    Rozwiązanie

    dotychczasowe

    współczesne

    Sposób łączenia

    skręcanie śrubami – ilość śrub „typowa”

    skręcanie śrubami lub klejenie, ilość śrub zredukowana

    Sposób uszczelnienia

    uszczelka kształtowa, wycinana pod wymiar, lub sznur typu O-ring w rowku

    uszczelka płynna, silikonowa, lub poliuretanowa (pianka),

    formowana na miejscu

    Stopień uszczelnienia

    IP 65 (osiągnięty z trudem)

    IP 67 (osiągnięty bez trudu)

    Jakość wykonania

    dokładnie pasowane części

    rozluźnione tolerancje części

    Koszty do rozważenia
    • koszt zakupu, logistyki, montażu uszczelki,
    • koszt wykonania założonych pasowań,
    • koszt przesztywnienia konstrukcji,
    • koszt uzyskania estetyki,
    • koszt utraty… konkurencyjności
    • koszt materiałowy uszczelki lub kleju,
    • koszt inwestycji w urządzenie do nakładania uszczelki płynnej lub kleju

    Oszczędności
    • brak inwestycji… czy to jest naprawdę oszczędność?
    •  zmniejszenie wymagań wymiarowych,
    • obniżenie sztywności elementów, przy utrzymaniu sztywności całości,
    • tańsza logistyka,
    • niższy koszt robocizny
    • niższe koszty szkolenia pracowników

    Nitowanie kontra klejenie

    Nitowanie jest ciągle stosowane ze względu na niski koszt nitów i prostotę operacji. Tabela 2 przedstawia porównanie nitowania z klejeniem:

    Nitowanie 

    Klejenie

    Zalety
    • prosta technologia,
    • tanie surowce i narzędzia,
    • elementy od razu po złączeniu są gotowe
    • do dalszego montażu,
    • małe wymagania co do czystości i jakości powierzchni
    • krótszy czas operacji, mniejsze koszty robocizny,
    • większa sztywność konstrukcji przy obniżeniu jej masy,
    • mniejsze wymagania dotyczące kształtu powierzchni,
    • estetyka złącza,
    • odporność na wibracje,
    • szczelność złącza,
    • możliwość łączenia kruchych i wrażliwych materiałów

    Wady
    • zagrożenie wibracjami ze względu na skupienia naprężeń,
    • korozja złącza,
    • nie można łączyć wrażliwych na naprężenia materiałów,
    • trudności ze szczelnością,
    • dyskusyjna estetyka
    • spore odpady jeśli nie stosuje się urządzeń dozujących,
    • większa inwestycja, jeśli chce się stosować zaawansowane, szybkie kleje lub uszczelniacze

    Tabela 2.

    Jak widać od razu założyliśmy, że technologia łączenia oparta na płynach montażowych wiąże się z zastosowaniem odpowiednich urządzeń dozujących. Nie da się ukryć, że samo wdrożenie płynów nie załatwi wszystkiego. Płyny montażowe dopiero z urządzeniami dozującymi pozwalają na uzyskanie pełnego zestawu korzyści jak:

    • zredukowane zużycie materiału,
    • redukcja braków i odpadów,
    • zwiększenie wydajności przez eliminację dodatkowych operacji mieszania, ważenia, czyszczenia po nakładaniu,
    • eliminacja bezpośredniego kontaktu pracownika z chemikaliami,
    • krótsze, szybsze szkolenie pracowników,
    • mniejsze ryzyko popełnienia błędów…

    Dlatego wdrażając technologie oparte na zastosowaniu płynów montażowych, warto rozważyć zagadnienie kompleksowo i od razu zaangażować do konsultacji nie tylko dostawcę kleju czy smaru, ale również specjalistę potrafiącego precyzyjnie zadozować bardzo kosztowne czasem produkty.

    Autor jest prezesem firmy AMB Technic

    Autor: TEKST: MAREK BERNACIAK

    PODOBNE ARTYKUŁYWIĘCEJ OD AUTORA