Pintamateriaalien perusteet

Tuotteen suunnitteluvaiheessa käytettävien materiaalien valintaa tehdään erilaisiin syihin perustuen. Yleisesti materiaalin valintaan vaikuttaa sen suorituskyky tuotteessa, estetiikka tai paino sekä monet muut tekijät. Tuotesuunnittelu ja muotoilu määrittää tavallisesti myös liitoksen geometrian. Suunnitteluvaiheessa on hyvä myös huomioida miten liittämisessä käytettävä menetelmä toimii vuorovaikutuksessa käytettävien materiaalien kanssa.

"Materiaali" ja "pinta" voivat molemmat viitata materiaaliin, kuten puu tai metalli, joka vaatii kiinnittämistä kokoonpanosovelluksessa. Teknisesti ajatellen termi "materiaali" kattaa kaikki liitettävän materiaalin perusominaisuudet – joustavuuden ja tärinän vaimennuksen sekä pinnan ominaisuudet, kuten hankauksen kestävyyden tai pintarakenteen. Useimmiten termit "materiaali" ja "pinta" tarkoittavat samaa kun puhutaan teippi- tai liimakiinnityksestä, ja niillä viitataan siihen osaan johon liima tai teippi levitetään ja johon itse liitos muodostuu.


Pinta verrattuna materiaalin massaan

On tärkeää huomioida, että käytettävän materiaalin pinta saattaa käyttäytyä hyvin eri tavalla verrattuna perusmateriaalin massaan. Esimerkkinä tästä on maalattu metalli: "pinta" on itseasiassa maalia, jolla on hyvin erilaisia ominaisuuksia itse metalliin verrattuna sekä mikro- että makrotasolla. Alla on kuvattu kolme esimerkkiä, joissa materiaalin pinta käyttäytyy hyvin erilaisella tavalla massaan verrattuna.

  • Lakattuun puupintaan kiinnittäminen vaatii erilaisen liiman kuin viimeistelemätön puu.
    Lakattu puu

    Viimeistelemätön puu on puhdasta puuta, mutta jos puu on lakattua, liima kiinnittyy itseasiassa lakkapintaan.

  • Ruostuneen metallin liittäminen voi olla haastavaa. Pinnan esivalmistelulla voidaan vaikuttaa liitoksen pitävyyteen.
    Ruostunut metalli

    Ruostunutta metallia liitettäessä liima tai teippi kiinnittyy osittain metalliin ja osittain rautaoksidiin. Kuinka paljon kiinnittymistä tapahtuu ruosteeseen ja kuinka paljon itse metalliin, riippuu ruosteen ja pinnan esivalmistelun määrästä.

  • Liiman tai teipin valinnassa valettujen muoviosien liittämiseen on hyvä huomioida mahdolliset muotin irrotusaineet.
    Valetut muoviosat
    Monien muoviosien valmistuksessa käytetään tuotantoa helpottavia muotin irrotusaineita. Jos muotin irrotusainetta ei poisteta ennen liittämistä, liiman tai teipin on pystyttävä kiinnittymään muotin irrotusaineeseen.

Pintakosketuksen tärkeys

Liimat ja teipit luovat liitoksen kahden materiaalin välille. Pitävän liitoksen kannalta on ensiarvoisen tärkeää, että liima-aine pääsee muodostamaan tarttumismekanismin molempien materiaalien pinnalla. Tämä poikkeaa esimerkiksi mekaanisten kiinnikkeiden käyttämisestä, jossa pinta läpäistään kiinnikkeellä tai hitsaamisesta, jossa materiaalit sulatetaan liitoksen muodostamiseksi.

Jotta tarkoituksenmukainen tarttuvuus voidaan saavuttaa, liimassa tai teipissä on oltava tietyt ominaisuudet. Näitä ominaisuuksia ovat mm. kemiallinen koostumus ja viskositeetti (näistä on tarkemmin tietoa omassa osa-alueessaan), mutta myös pinnan ominaisuuksien tulee olla soveltuvia liitokseen. Kolme alla kuvattua ominaisuutta (pintaenergia, puhtaus ja karkeus) ovat hyvän liitoksen kaikkein tärkeimmät tekijät.

  • Lue lisää, miten matalan ja korkean pintaenergian materiaalit vaikuttavat liiman tai teipin valintaan.

    Pintaenergia

    Matalan pintaenergian materiaalit ehkäisevät liiman tarttumista pintaan ja estävät kiinnittymistä. Korkean pintaenergian materiaalit ottavat liima-aineen hyvin vastaan, joka tukee kiinnittymistä. Liiman tai teipin valinta voidaan tehdä käytettävän materiaalin pintaenergian mukaan tai vaihtoehtoisesti materiaalin pintaenergiaan voidaan vaikuttaa pohjustuksella, etsauksella tai muilla menetelmillä.

  • Lika ja epäpuhtaudet saattavat aiheuttaa sen, että liima ei kiinnity materiaaliin oikein.

    Pinnan puhtaus

    Lika, öljy, rasva tai pöly voivat muodostaa kappaleen pinnalle kerroksen, joka estää liiman tai teipin kosketuksen materiaalin varsinaiseen pintaan. Pinnan epäpuhtauksia voidaan hallita kahdella tavalla. Pinta voidaan puhdistaa kaikista epäpuhtauksista tai vaihtoehtoisesti voidaan valita liima, jonka koostumus sietää tietyn määrän pinnan epäpuhtauksia.

  • Pinnan karkeus saattaa kasvattaa liitoksen kokonaisalaa.

    Karkeat tai epätasaiset pinnat

    Pinnan karkeus saattaa kasvattaa liitoksen kokonaisaluetta, jolloin liitos on vahvempi. Hyvin karkea tai epätasainen pinta saattaa kuitenkin estää liiman tai teipin oikeanlaisen kiinnittymisen pintaan. Oikea liima- tai teippiratkaisu voidaan valita muuttamalla pinnan karkeutta mm. esivalmistelujen avulla tai valitsemalla ratkaisu, joka soveltuu pinnan vaatimuksiin.


Aiheeseen liittyvät osa-alueet


Ota yhteyttä
Olemme valmiina auttamaan.

Tarvitsetko apua oikean tuotteen etsimisessä projektiasi varten? Ota yhteyttä, jos tarvitset tuotetietoja tai teknisiä tai käyttökohteisiin liittyviä neuvoja tai haluat tehdä laajemmin yhteistyötä 3M:n teknisen asiantuntijan kanssa. Voit myös soittaa numeroon 09 525 21.

Tarvitsetko apua oikean tuotteen etsimisessä projektiasi varten? Ota yhteyttä, jos tarvitset tuotetietoja tai teknisiä tai käyttökohteisiin liittyviä neuvoja tai haluat tehdä laajemmin yhteistyötä 3M:n teknisen asiantuntijan kanssa. Voit myös soittaa numeroon 09 525 21.