LIMNING: Svår teknik med många fördelar del 1 - Plastnet.se
LIMNING: Svår teknik med många fördelar del 1 - Plastnet.se
LIMNING: Svår teknik med många fördelar del 1 - Plastnet.se
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Svår</strong> <strong>teknik</strong> <strong>med</strong> <strong>många</strong> <strong>för<strong>del</strong>ar</strong><br />
<strong>LIMNING</strong> DEL 1<br />
I nästa nummer: Limning <strong>del</strong> 2 – Förbehandling<br />
Jakten på lätta material i mobila konstruktioner<br />
är intensiv för att minska<br />
energikostnader och miljöpåverkan.<br />
Med plast minskas vikten men för att<br />
fullt utnyttja plastens <strong>för<strong>del</strong>ar</strong> bör den<br />
limmas.<br />
˘Vid limning blir plasten jämnt belastad<br />
<strong>med</strong>an håltagning för bultar och nitar försvagar<br />
plasten. Dessutom kan plasten tillsammans<br />
<strong>med</strong> limmet dämpa vibrationer.<br />
Limning ger också stor frihet vid konstruktion<br />
och formgivning. Konstruktören<br />
är i dag bevandrad i de vanligaste plasternas<br />
egenskaper men när det gäller limnings<strong>teknik</strong><br />
ställs han ofta inför svårbemästrade<br />
problem.<br />
PÅ FORDONSIDAN ökar användningen av<br />
lim. I dag går det åt cirka tio kilo lim för att<br />
tillverka en bil i Europa. Vid tillverkning av<br />
en buss åtgår det nästan 100 kilo. Liknande<br />
tenden<strong>se</strong>r <strong>se</strong>r vi hos spårbundna for-<br />
På fordonsidan ökar användningen<br />
av lim. I dag<br />
går det åt cirka tio kilo<br />
lim för att tillverka en bil<br />
i Europa. Vid tillverkning<br />
av en buss åtgår det<br />
nästan 100 kilo.<br />
don. Sedan länge limmar man gummi,<br />
glas och metall.<br />
I DAG STÅR VI INFÖR andra material som fi -<br />
berarmerad polypropen, termoelaster<br />
samt armerade härdplaster (SMC och<br />
BMC), vilka blir allt vanligare och glasrutor<br />
kommer att ersättas <strong>med</strong> polykarbonat.<br />
Limning är för övrigt (förutom införande<br />
av skruvar och nitar) det enda sättet att<br />
foga härdplaster För limning inom transport<strong>se</strong>ktorn<br />
används vanligen epoxi, poly-<br />
Avancerad limning används i allt fl er<br />
tekniska konstruktioner.<br />
uretan och andra konstruktionslim. Vi<br />
limning av mindre ytor är cyanoakrylater<br />
framträdande <strong>med</strong> eller utan förbehandling.<br />
För svårlimmade lågenergetisk material<br />
som polyeten och polypropen kan man<br />
nu använda tvåkomponent akryllim efter<br />
endast rengöring av ytorna.<br />
ANVÄNDNINGEN av konstruktionslim fortsätter<br />
att öka på grund av nya rutiner som<br />
gör hanteringen säkrare och mer tillförlitlig.<br />
Elastiska lim och smältlim ba<strong>se</strong>rade på<br />
polyuretan an<strong>se</strong>s få en särskilt god tillväxt.<br />
Förutsättningen är emellertid att en korrekt<br />
ytbehandling görs av respektive plastmaterial<br />
för att åstadkomma god vidhäftning.<br />
Men ytbehandlingen får inte vara för<br />
besvärlig utan skall kunna integreras i tillverkningsproces<strong>se</strong>n.<br />
De vattenburna system,<br />
som har haft en kraftig tillväxt beräknas<br />
sjunka i bety<strong>del</strong><strong>se</strong> och ersättas av alternativa<br />
miljövänliga limsystem.<br />
Den erfarenhet man fått vid konstruktionen<br />
av fordon har ökat tilltron till limnings<strong>teknik</strong>en.<br />
I framtiden kommer limning<br />
användas i sammanhang som man<br />
i dag har svårt att förställa sig.<br />
lars-erik edshammar<br />
Bearbetning från A–Ö<br />
FAKTA Historik lim<br />
Det naturliga limmet inte efterfrågat<br />
Fram till början av 1900-talet var lim uteslutande<br />
av naturligt ursprung. Naturliga<br />
lim har utnyttjats under tu<strong>se</strong>ntals år<br />
och används fortfarande för att limma<br />
porösa material som papper. Bland dessa<br />
lim eller klister dominerar de som är ba<strong>se</strong>rade<br />
på stärkel<strong>se</strong>. Nästan hälften av<br />
den totala limkonsumtionen är fortfarande<br />
av vegetabiliskt och animaliskt ursprung.<br />
De naturliga limmen sjunker<br />
emellertid i bety<strong>del</strong><strong>se</strong>.<br />
Naturliga lim: Är/gjordes av animaliska<br />
material – horn eller av vegetabiliska<br />
fi brösa material som olika träslag, silke,<br />
lin, hampa etc.<br />
Syntetiskt lim: De viktigaste ba<strong>se</strong>rades<br />
på fenol-formaldehyd och karbamid-formaldehyd.<br />
Härdplasten bakelit fi ck således<br />
sin motsvarighet på limsidan. Däremot<br />
fi ck lim besläktade <strong>med</strong> celluloid<br />
mindre bety<strong>del</strong><strong>se</strong>. Andra stora grupper<br />
blev istället vinyl- och gummiba<strong>se</strong>rade<br />
lim.<br />
Industriell framställning: Började i Holland<br />
år 1690 och därefter i England år<br />
1700. Denna limtillverkning var ba<strong>se</strong>rad<br />
på djurhudar och avfall från garverier.<br />
Fibrerna i en hud består av ett protein,<br />
som kallas kollagen (limbildare) och som<br />
vid kokning ger lim.<br />
Lim i Sverige: Vid slutet av 1800-talet tillkom<br />
benlimstillverkning i stor skala vid<br />
fl era fabriker, som både framställde benmjöl<br />
och benlim. Ofantliga mängder av<br />
det kvävehaltiga benmjölet användes<br />
som gödnings<strong>med</strong>el inom jordbruket,<br />
vilket satte fart på limtillverkningen. Ben<br />
innehåller inte bara det kväve, som kollagenet<br />
ger utan också kalcium och fosfor,<br />
som ger jorden ytterligare näringstillskott.<br />
plastforum 3 2006<br />
99
Bearbetning från A–Ö<br />
FAKTA Historik lim forts<br />
Kollagen: I och <strong>med</strong> polymerkemins<br />
utveckling började man få klarhet i naturlimmens<br />
uppbyggnad. Kollagenet<br />
består av polypeptidkedjor, som är<br />
sammansatta av olika aminosyror. Karakteristisk<br />
för dessa polypeptidkedjor<br />
är inslaget av peptidgrupper av samma<br />
slag som förekommer i proteiner<br />
och nylon: –NH–CO–. Peptidbindningar<br />
orsakar nylonets svällning i fuktighet<br />
eftersom de drar till sig polära vattenmolekyler.<br />
Hudlimmet innehåller<br />
således också polära grupper, vilket<br />
har stor bety<strong>del</strong><strong>se</strong> för limmets häftningsförmåga.<br />
Gelatin: Kollagen förekommer rikligt i<br />
ben, bindväv, fi skfjäll, simblåsor <strong>med</strong><br />
mera och ger vid kokning lim eller gelatin.<br />
Gelatin (lat. gelare frysa till) betraktas<br />
som en renare variant av lim<br />
men har en lägre häftningsförmåga.<br />
Gelatinkapslar används kring farmaceutiska<br />
preparatoch i livs<strong>med</strong>el, kosmetiska<br />
salvor och som binde<strong>med</strong>el<br />
för ljuskänsliga ämnen i fotografi sk<br />
fi lm.<br />
Benlim och brosklim: Man skiljer mellan<br />
benlim och brosklim, som båda<br />
innehåller kollagen. Benlim innehåller<br />
cirka 17,8 % kväve och brosklim 14,4%.<br />
Brosklimmet har sämre bindningsförmåga<br />
än benlimmet på grund av den<br />
lägre kvävehalten.<br />
Ka<strong>se</strong>in: Ett äggviteämne som förekommer<br />
som kalciumka<strong>se</strong>inat i mjölk<br />
och ost. Redan i gamla tider använde<br />
man mjölk för tillverkning av klister<br />
men först under första världskriget<br />
började ka<strong>se</strong>inlim tillverkas industriellt<br />
för att för<strong>se</strong> den växande fl ygplanstillverkningen<br />
<strong>med</strong> ett lämpligt<br />
lim. På den tiden byggdes fl ygplanen<br />
<strong>med</strong> en bärande struktur av limmat<br />
trä. Ka<strong>se</strong>inlim förekommer fortfarande<br />
i den träarbetande industrin eftersom<br />
det är lätt att använda och ger<br />
säkra limningar vid låga temperaturer.<br />
100 plastforum 3 2006<br />
För<strong>del</strong>ar och nack<strong>del</strong>ar<br />
<strong>med</strong> limning<br />
˘Limning är ett komplement till övrig fognings<strong>teknik</strong><br />
som svetsning, nitning och<br />
skruvförband. Mekaniska förband kan<br />
emellertid kombineras <strong>med</strong> limning.<br />
Svetsning sker endast vid fogning av termoplaster<br />
<strong>med</strong>an limning går att utföra<br />
vid fogning av både termoplaster, härdplaster<br />
och elaster.<br />
Limning fungerar även då plaster och<br />
elaster förenas <strong>med</strong> metalliska material<br />
och keramer.<br />
Om limningen utförs rätt fås en likformig<br />
spänningsför<strong>del</strong>ning vid belastning<br />
av limförbandet. I bästa fall kan de limmade<br />
materialens styrka nyttiggöras upp till<br />
belastningsgrän<strong>se</strong>n, vilket innebär en<br />
viktsminskning i konstruktionen. Andra<br />
<strong>för<strong>del</strong>ar</strong> är:<br />
> Estetiska <strong>för<strong>del</strong>ar</strong> och designmöjligheter<br />
utan skruvskallar och nithuvuden<br />
> Flexibla lim töjer sig vid skjuvning och<br />
kan utjämna skillnader i termisk utvidgning<br />
hos de limmade komponenterna<br />
> Olika materialtyper kan sammanfogas<br />
> Det går att åstadkomma väderbeständi-<br />
ga, fukt- och gastäta förband<br />
Fenolfomaldehyd: Det första syntetiska<br />
hart<strong>se</strong>t som gav ett vattenfast lim åt<br />
fl ygindustrin. Limmet fi ck också stor bety<strong>del</strong><strong>se</strong><br />
vid tillverkning av plywood. Limmet<br />
är fullständigt väderbeständigt och<br />
klarar till och <strong>med</strong> kokande vatten.<br />
Karbamidlim: Lim ba<strong>se</strong>rade på ureaformaldehyd<br />
(urea=karbamid) blev dominerande<br />
för <strong>se</strong>rietillverkade träprodukter.<br />
Karbamidlimmen ger vis<strong>se</strong>rligen<br />
vattenfasta men ej fullständigt väderbeständiga<br />
limfogar.<br />
Fenolhart<strong>se</strong>r: När fl ygplanstillverkarna<br />
efterfrågade ett lim för fogning av aluminium<br />
utvecklades fenolhart<strong>se</strong>r modifi<br />
erade <strong>med</strong> syntetiskt gummi.<br />
> Det går att limma små och komplext<br />
utformade detaljer<br />
> Man kan ofta förena fogning <strong>med</strong><br />
elektrisk och termisk isolering<br />
> Med hjälp av fl exibla lim kan man<br />
åstadkomma vibrationsdämpning<br />
EXEMPEL PÅ ETT LIM som har fl era funktioner<br />
är <strong>med</strong>elstyvt polyuretan, som hoplimmar<br />
en transparant lins av polykarbonat<br />
och en glasfi berarmerad PA66-refl ektor i<br />
en bilstrålkastare. I denna tillämpning<br />
fungerar limmet både som fog och som ett<br />
estetiskt funktionellt förband befriat från<br />
hål på en gång som fogen är fukttät och vibrationsdämpande<br />
och utjämnar materialens<br />
skilda termiska utvidgningskoeffi -<br />
cienter.<br />
Både val av lim och tillhörande proces<strong>se</strong>r<br />
utgör ett av de svåraste problem en<br />
konstruktör ställs inför. Limmet behöver<br />
tid på sig att stelna eller härda, limningsproces<strong>se</strong>n<br />
måste vanligen genomgå en besvärlig<br />
förbehandling och limmet åldras i<br />
olika miljöer.<br />
Den största nack<strong>del</strong>en är att man inte<br />
kan vara helt säker på förbandets hållfasthet<br />
<strong>med</strong> tiden vid olika temperaturer. I<br />
<strong>många</strong> fall kan miljö- och hälsorisker vara<br />
ett problem.<br />
Mekanismer<br />
vid fogning <strong>med</strong> lim<br />
˘Det är svårt på förhand få ett grepp om<br />
fogens styrka i början av produktutvecklingen.<br />
Limmen är polymera material och<br />
de mekaniska egenskaperna påverkas av<br />
tid, temperatur, relativ fuktighet och andra<br />
faktorer i omgivningen.<br />
STYRKAN HOS EN LIMFOG beror på mekanismer<br />
som adhesion och kohesion.<br />
Kohesiva krafter sörjer för sammanhållningen<br />
inom ett material och förekommer<br />
i både limmet och vardera substratet. De<br />
adhesiva krafterna sörjer för vidhäftningen<br />
mellan limmet och ett substrat (komponent).<br />
Man skiljer mellan mekanisk och specifi<br />
k adhesion. Mekanisk adhesion upp
Change language