Dlaczego detale z AFT nie działają?

Analiza błędów aplikacyjnych i zalecenia procesowe

Wstęp

Taśmy akrylowe typu AFT (Acrylic Foam Tape) od wielu lat stanowią standard w montażu elementów, gdzie wymagana jest estetyka, odporność na drgania oraz trwałość połączenia. Stosuje się je w branży automotive, w konstrukcjach metalowych, w elektronice i w produkcji komponentów przemysłowych.

Pomimo wysokich parametrów technicznych samych taśm, w praktyce pojawia się problem: część detali po czasie traci przyczepność, a połączenia ulegają odspojeniu. 

W zdecydowanej większości przypadków przyczyna leży nie w materiale, lecz w błędach aplikacyjnych.

Na podstawie wewnętrznej instrukcji CVGS oraz doświadczeń z audytów produkcyjnych przygotowaliśmy analizę najczęściej spotykanych błędów i sposobów ich eliminacji.

1. Nieodpowiednie przygotowanie powierzchni

Czystość powierzchni to absolutny warunek powodzenia procesu klejenia. Nawet cienka warstwa tłuszczu, kurzu lub resztek środka antyadhezyjnego tworzy barierę, która uniemożliwia powstanie rzeczywistego kontaktu między klejem a podłożem.

Przed aplikacją należy zawsze przeprowadzić czyszczenie chemiczne – najczęściej przy użyciu IPA (izopropanolu) lub acetonu. Powierzchnia musi być całkowicie sucha, pozbawiona śladów cieczy i nie może być dotykana po odtłuszczaniu. W przypadku trudnych materiałów (np. tworzyw sztucznych z dodatkami modyfikującymi powierzchnię) zaleca się dodatkowe czyszczenie mechaniczne lub aktywację plazmową.

2. Zbyt niska energia powierzchniowa materiału

Nie każde podłoże umożliwia właściwe działanie kleju. Tworzywa takie jak PP, PE, PTFE czy powierzchnie lakierowane proszkowo mają niską energię powierzchniową, przez co klej „ślizga się” po ich strukturze zamiast w nią wnikać.

W takich przypadkach konieczne jest zastosowanie primera – promotora adhezji, który zwiększa energię powierzchni i umożliwia powstanie trwałych wiązań. Primer należy nakładać cienką, równą warstwą i pozostawić do pełnego odparowania rozpuszczalnika (zazwyczaj 5–10 minut). W produkcji seryjnej dobrą praktyką jest okresowa kontrola skuteczności przygotowania powierzchni za pomocą testerów. (tzw. testy dyne).

3. Wilgoć i kondensacja

Kleje akrylowe nie tolerują obecności wilgoci w momencie aplikacji. Nawet cienka warstwa kondensatu może zniweczyć cały proces – cząsteczki wody tworzą film między klejem a powierzchnią, który uniemożliwia kontakt adhezyjny.

Detale przed klejeniem należy zawsze aklimatyzować do temperatury otoczenia (ok. 20–25°C). Jeśli element był wcześniej przechowywany w chłodni lub w warunkach dużej wilgotności, należy go ogrzać i wysuszyć. W zakładach, gdzie występują różnice temperatur między halą a magazynem, warto kontrolować punkt rosy i unikać aplikacji na wychłodzonych powierzchniach.

4. Niewystarczający lub nierównomierny docisk

Proces aplikacji taśmy wymaga zapewnienia odpowiedniego ciśnienia docisku, aby klej mógł w pełni dopasować się do mikrostruktury powierzchni i usunąć uwięzione powietrze. Minimalna wartość docisku to 10–15 N/cm², co odpowiada ok. 100–276 kPa, przy utrzymaniu nacisku przez kilka sekund.

W praktyce najczęściej stosuje się rolki dociskowe lub mechaniczne układy prasy. Najczęściej zadziała także docisk operatora aplikującego detal samoprzylepny.

5. Błędy przy zdejmowaniu linera

Choć wydaje się to drobiazgiem, sposób zdejmowania linera ma znaczenie. Liner należy odciągać pod kątem 180°, płynnie i bez szarpania. Zbyt gwałtowne odrywanie powoduje zadzieranie kleju lub wprowadzanie naprężeń wstępnych w strukturze taśmy.
W procesach ręcznych liner powinien być zdejmowany bezpośrednio przed aplikacją, aby uniknąć kontaminacji kleju.

6. Zanieczyszczenie powierzchni kleju

Dotknięcie kleju palcem wprowadza na jego powierzchnię tłuszcz i kurz. Wystarczy jedno takie miejsce, by połączenie zaczęło się odklejać od krawędzi.
Pracownicy powinni używać rękawiczek nitrylowych i unikać kontaktu z warstwą klejącą. Dodatkowo zaleca się ograniczenie przepływu powietrza w strefie aplikacji, by zminimalizować osiadanie pyłu.

7. Przekroczony okres przydatności materiału

Taśmy AFT mają ograniczony okres magazynowania – zazwyczaj 6 miesięcy od daty dostawy. Po tym czasie klej traci aktywność, a pianka może ulec częściowej degradacji.
Ważne jest przestrzeganie warunków przechowywania (20–25°C, wilgotność < 60%) oraz rotacji materiału wg zasady FIFO. W wielu przypadkach problem „niedziałających detali” wynikał z użycia taśmy z przeterminowanej partii.

8. Brak czasu na dojrzewanie adhezji

Połączenie klejowe wymaga czasu, by osiągnąć pełną wytrzymałość. W przypadku taśm AFT maksymalna adhezja rozwija się po ok. 72 godzinach w temperaturze pokojowej.
W tym okresie zachodzi stabilizacja wiązań i dyfuzja cząsteczek kleju w strukturę powierzchni. Jeśli połączenie zostanie obciążone wcześniej (np. w procesie montażu końcowego), może dojść do mikropęknięć w strefie adhezyjnej.

9. Nieprawidłowa konstrukcja połączenia

Z punktu widzenia mechaniki, taśmy AFT są zaprojektowane do przenoszenia sił ścinających i ściskających, natomiast źle znoszą siły odrywające (peel).
Jeśli detal jest zaprojektowany w sposób, który generuje moment odrywający na krawędzi, połączenie będzie nietrwałe. W takich przypadkach należy zmienić układ montażu lub zwiększyć powierzchnię klejenia.
Należy również unikać klejenia na powierzchniach zakrzywionych oraz rozciągania taśmy podczas aplikacji – po pewnym czasie materiał wraca do pierwotnego kształtu, „ściągając” detal.

Podsumowanie

W ponad 90% przypadków problemy z przyczepnością detali AFT wynikają z błędów proceduralnych, a nie z właściwości samej taśmy.
Największy wpływ na jakość połączenia mają:

• czystość i energia powierzchni,
• kontrola temperatury i wilgotności,
• właściwy docisk i kąt aplikacji,
• czas dojrzewania adhezji,
• oraz odpowiedni projekt połączenia.

Stosowanie się do tych zasad pozwala uzyskać połączenia o stabilnych parametrach wytrzymałościowych, odpornych na drgania, wilgoć i zmiany temperatury.
Właściwie aplikowana taśma AFT to nie tylko środek klejący – to element konstrukcyjny, który z powodzeniem zastępuje tradycyjne mocowania i pozwala budować nowoczesne, lekkie i trwałe rozwiązania.