Test klimatyczny połączeń klejowych BMW PR 308.1

Norma „BMW PR 308.1 Badania klimatyczne połączeń klejowych”, opracowana przez BMW, międzynarodowego producenta samochodów z siedzibą w Niemczech, opisuje metodę badań klimatycznych służącą do określania wytrzymałości połączeń klejowych w częściach wyposażenia.

Norma ta dotyczy badań klimatycznych połączeń klejonych i materiałów kompozytowych stosowanych w elementach wykończeniowych. Metodę tę stosuje się zazwyczaj do oceny wytrzymałości połączeń klejowych na działanie czynników klimatycznych, w tym wysokiej wilgotności. Ta metoda badawcza polega na poddaniu próbek testowych działaniu zmiennych cykli temperatury i wilgotności, aby upewnić się, że połączenia klejowe zachowują jakość i wytrzymałość kleju w realistycznych warunkach.

Zastosowanie połączeń klejonych w przemyśle motoryzacyjnym znacznie wzrosło w ostatnich latach, głównie ze względu na możliwość zmniejszenia masy pojazdów, oszczędności paliwa i redukcji emisji. Do głównych zalet tej metody zalicza się m.in. elastyczność projektowania oraz możliwość łączenia różnych i nowych materiałów. Z drugiej strony, aby osiągnąć niższą masę pojazdu, w produkcji elementów nadwozia samochodowego stale zwiększa się wykorzystanie lekkich materiałów, takich jak stal o wysokiej wytrzymałości, stopy aluminium i materiały kompozytowe.

Istotne są takie czynniki, jak długość zakładki i twardość kleju, które wpływają na wytrzymałość wielomateriałowych połączeń klejowych.

Rosnący popyt na pojazdy energooszczędne sprawił, że producenci w celu obniżenia masy pojazdu przy produkcji elementów nadwozia samochodowego zaczęli częściej używać lekkich materiałów, takich jak stal o wysokiej wytrzymałości, stopy magnezu, stopy aluminium i materiały kompozytowe. Ponadto łączenie różnych materiałów pozwala na większą elastyczność projektowania.

Klejenie można stosować do łączenia niemal wszystkich materiałów i kombinacji materiałów. Jest ono coraz częściej stosowane w przemyśle motoryzacyjnym. Łączenie różnych materiałów stwarza jednak duże wyzwania w procesie montażu nadwozia samochodu. W związku z tym konieczne jest przeprowadzenie odpowiednich badań zachowania się wielomateriałowych połączeń klejowych, aby zagwarantować skuteczność, bezpieczeństwo i niezawodność takich połączeń.

Obecnie obserwuje się rosnący trend optymalizacji wytrzymałości, masy i trwałości konstrukcji samochodowych poprzez łączenie tradycyjnych metali z kompozytami polimerowymi. Na przykład materiały kompozytowe są pod względem konstrukcyjnym bardziej wydajne niż metale i nie ulegają korozji galwanicznej, podczas gdy metale mają lepszą odporność na uszkodzenia i przewidywalność awarii niż materiały kompozytowe oraz są odporne na rozpuszczalniki i temperatury, które powodują degradację polimerów. Dlatego coraz częściej opracowuje się połączenia wielomateriałowe między metalami i materiałami kompozytowymi, które pozwalają zoptymalizować korzyści płynące z zastosowania obu typów materiałów.

W zaawansowanych laboratoriach bada się eksperymentalnie, analitycznie i numerycznie wpływ różnych kombinacji materiałów na wytrzymałość różnych połączeń wielomateriałowych. Wiadomo na przykład, że elastyczne kleje zwiększają odporność na powstawanie pęknięć, a tym samym zwiększają wytrzymałość połączeń. Wytrzymałość połączenia jest różna w zależności od wybranej kombinacji połączeń klejonych. Najlepsze wyniki uzyskano w połączeniach aluminium-aluminium.

Wytrzymałość wiązań badanych połączeń jest niższa od wytrzymałości połączeń metal-metal. Ponadto ustalono, że przy granicznej długości zakładki (30 mm) wytrzymałość połączenia była praktycznie stała ze względu na ograniczoną ciągliwość kleju. Najnowsze badania wykazały znaczny spadek wytrzymałości wiązań w wysokich temperaturach.

Długość zakładki to kolejny parametr, który może mieć wpływ na wytrzymałość połączenia. W przeciwieństwie do szerokości spoiny, która proporcjonalnie zwiększa jej wytrzymałość, wpływ długości zakładu zależy od rodzaju kleju (czyli ciągliwego lub kruchego) i rodzaju kleju łączonego. Wykazano, że w przeciwieństwie do kruchych połączeń klejowych, wytrzymałość ciągliwych połączeń klejowych wzrasta niemal proporcjonalnie do wzrostu długości zakładki.

Nasza organizacja dysponuje silną kadrą, która śledzi rozwój nauki i techniki na świecie i nieustannie się doskonali. Wśród licznych testów, pomiarów, analiz i ocen przeprowadzanych dla firm z różnych sektorów znajdują się również usługi testowania zgodne z normą „BMW PR 308.1 Badania klimatyczne połączeń klejowych”.