Alumiini- ja lujitemuovikappaleiden liiimaus venetuotannossa

Abstract

Rakenteellisten liimaliitosten käyttö venetuotannossa on ollut suhteellisen vähäistä ja liimoja on käytetty lähinnä mekaanisen liitoksen tiivistämiseen. Liimaliitoksen käyttö perinteisten liitosmenetelmien korvaajana on kuitenkin yleistymässä liima-aineiden kehityksen myötä. Venealan standardit eivät tarjoa selkeitä ohjeita tai työkaluja liimaliitoksen mitoittamiseen ja muidenkin ohjeistusten saatavuus on huono. Tässä opinnäytetyössä kartoitettiinkin ne asiat, jotka ovat oleellisia liimattaessa lujitemuovi- ja alumiinikappaleita venetuotannossa. Venetuotannon lisäksi liimaliitosta tarkasteltiin myös veneen käytön näkökulmasta. Työssä tarkasteltiin potentiaalisia liima-aineita ja liimauskohteita sekä pyrittiin luomaan hyvää lähtökohtaa liimaliitoksen suunnitteluun. Opinnäytetyön sisältöön kuului myös vetokokeita, joilla selvitettiin valikoitujen SMP-(silyylimodifioitu polymeeri) ja polyuretaaniliimojen ominaisuuksia ja soveltuvuutta venetuotannossa tyypillisesti käytettäviin alumiini- ja lujitemuovipintoihin sekä esikäsittelyiden vaikutusta adheesioon. Kirjallisuusselvityksen ja vetokokeiden lisäksi työssä hyödynnettiin liima- ja venevalmistajan tietoja ja kokemusta. Testattujen liimojen adheesio osoittautui hyväksi gelcoatpintaan, eikä esikäsittelyillä saavutettu parempaa lopputulosta. Liimojen adheesio polyesterihartsipintaan oli myös kohtalaisen hyvä. Esikäsittelyiden vaikutus polyesterihartsipintaan oli vaihteleva. Kaksikomponenttisella polyuretaaniliimalla lujuuden kasvu oli merkittävä kun käytettiin repäisykangasta. Yksikomponenttisten polyuretaaniliimojen adheesio alumiinipintaan oli heikko ja ne vaativatkin hionnan ja primerin käytön. Muilla testatuilla liimoilla adheesio käsittelemättömään alumiinipintaan oli parempi ja esikäsittelyillä saavutettiin pääsääntöisesti hieman parempi adheesio.

The use of adhesive bonding as a structural joining method in boat industry has been fairly moderate, and adhesives have mostly been used to seal a mechanical joint. However, adhesive joining is gaining more popularity in replacing traditionally fabri-cated joints due to the development of adhesives. The construction standards lack in-formation and tools to determine the actual design and limitations of adhesive joint, and the availability of other sources of instructional material is poor. Therefore, this thesis focuses on finding the aspects which have the most influence on using the adhesive bonding in glass fiber and aluminium boat structures and the actual use of the boat. This thesis also focuses on potential adhesives for marine use and the possible bonded structures. The main objective was to create a basis for designing the adhesive joint in boat production. This study included a lap shear test to determine the bonding characteristics of select-ed SMP and polyurethane adhesives and the suitability to typical aluminium and glass fiber surfaces found in boat production. The test also included some simple surface treatment methods. In addition to the literature review and the lap shear test, this thesis benefited from the knowledge provided by a boat manufacturer and the adhesive man-ufacturer. All the tested adhesives had good adhesion to the gelcoat surface, and the surface preparations did not show any improvements. The adhesion to the surface of the poly-ester resin was decent. The effect of the surface preparations for the polyester resin surface varied within the adhesives. The peel ply showed some noticeable improve-ments to the strength of the joint made with a two-component polyurethane adhesive. The one-component polyurethane adhesives had poor adhesion to aluminium surface, and the need of the abrasion and the primer was necessary. The other adhesives showed better adhesion to aluminium surface, and the effect of the surface prepara-tions were mainly positive.