De juiste lijmselectie en leverancierkeuze kan veel kosten besparen

Lijmen is de eerste verbindingstechniek die men in het leven tegenkomt. Op peuterzalen en kleuterscholen worden lijmhoeveelheden gebruikt waarop menig lijmleverancier jaloers zou zijn. De mooiste plak- en kunstwerken zijn het gevolg. Helaas is men dit vaak in het bedrijfsleven allang weer vergeten. Aan lijmen wordt veelal pas gedacht als iets gebroken is, wanneer een lagerboring uitgesleten is, indien mechanische bevestigingstechnieken falen of als men echt niet anders kan! Dit komt vooral doordat tijdens de verdere opleiding nauwelijks aandacht aan lijmen wordt besteed. Zelfs op technische hogescholen en universiteiten, in het algemeen de kweekvijvers voor ontwerpers en constructeurs, komt lijmtechniek niet of zeer beperkt in het lesprogramma voor. Door juist lijmen direct in het ontwerpstadium mee te nemen kunnen productontwerpen veelal aanmerkelijk vereenvoudigd en daardoor goedkoper worden. Doelstelling van dit artikel is dan ook meer bewustzijn te creëren omtrent de vele mogelijkheden die lijmtechniek kan bieden èn richtlijnen te geven voor een goede lijmselectie en leverancierskeuze.

R.A. de Wit
De heer De Wit is als Technical Manager werkzaam bij
Loctite Nederland B.V. te Helmond

Artikel uit RVS 1 1998

Wat is lijmen?

Lijmen is een verbindingstechniek waarbij twee materialen op elkaar worden bevestigd door middel van een nietmetalen tussenstof, die zich aan beide materialen hecht en zelf voldoende sterkte bezit. Deze tussenstof wordt de lijm genoemd. De verbinding wordt dus door chemie tot stand gebracht in tegenstelling tot de meer bekende mechanische bevestigingsmethoden, zoals klinken, schroeven, lassen, perspassingen enzovoort. De hechtsterkte van de lijm op het substraat wordt de adhesiesterkte genoemd, de eigen sterkte van de lijm de cohesiesterkte.

Waarom lijmen?

Ten opzichte van de genoemde traditionele mechanische bevestigingsmethoden bieden lijmen vele voordelen, die aan de hand van afbeelding 1 nader toegelicht zullen worden:
- Bij lijmen vindt geen verzwakking van de te verbinden delen plaats. Het boren van gaten en het steken van spiebanen en splines kan bijvoorbeeld achterwege blijven, waardoor een ononderbroken verbinding ontstaat.
- Doordat bij lijmen het totale aanlegvlak wordt benut voor het overbrengen van krachten, leidt dit in het algemeen tot lagere spanningsniveaus in tegenstelling tot piekspanningen rond puntlassen en klinknagels. Door deze lagere spanningen en het ontbreken van verzwakkingen in de te verbinden delen zijn lichtere constructies
mogelijk.
- Met lijmen zijn strakke en onzichtbare verbindingen te maken, hetgeen goed past in de trend naar ‘design-producten’.
Het tijdrovende en daardoor dure nabewerken van vervormingen als gevolg van lassen kan bijvoorbeeld
achterwege blijven.
- Naast bevestiging zorgt de lijm tevens voor een afdichting tegen de meeste vloeistoffen en gassen, hetgeen
extra pakkingen en O-ringen overbodig maakt.

Naast deze typische voordelen van lijmen kunnen ook het voorkomen van spleetcorrosie en het dempen van trillingen en geluid genoemd worden. Tevens kunnen met lijmtechniek de meest uiteenliggende materialen, zeer dunne folies en weefsels en microcomponenten (denk aan elektronica) met elkaar verbonden worden, hetgeen op een mechanische manier onmogelijk of zeer kostbaar zou zijn.
Als alternatief voor zeer nauwkeurig geslepen perspassingen kunnen lijmen kostenbesparend werken door vergroting van de tolerantievelden. Met behulp van speciale doseerapparatuur kunnen gelijmde assemblages volledig geautomatiseerd worden, hetgeen bij massaproductie zeer aantrekkelijk is en kwaliteitsverhogend werkt.

Waarom niet lijmen?

Alles is te lijmen; lijmen is echter niet altijd de beste oplossing! Uiteraard kleven er ook diverse nadelen aan lijmtechniek, vergeleken met mechanische bevestigingen:
- Lijmen is een permanente bevestigingstechniek, hetgeen demontage zeer moeilijk maakt. Veelal is het definitief vervormen van de gelijmde delen of het gebruik van warmte en afpelkrachten
noodzakelijk om de verbinding te verbreken.
- Lijmen vraagt een aantal extra processtappen, die met name bij mechanisch ingestelde bedrijven als vervelend worden beschouwd. Schone en vetvrije lijmvlakken zijn essentieel voor een goede hechting, zodat
in veel gevallen reiniging van de onderdelen een extra handeling is. Ook de uithardingstijd wordt als een groot
nadeel ervaren. Het gebrek aan geduld is een van de meest voorkomende redenen dat lijmverbindingen falen.
- Lijmen zijn gebaseerd op kunststoftechnologie, waardoor het temperatuurbereik zich in het algemeen beperkt
van circa -60° tot 300°C maximaal.


Afbeelding 1 Mechanische versus chemische bevestiging


Zoals in de inleiding reeds is aangegeven, heeft lijmen een grote achterstand op de meer vertrouwde mechanische bevestigingen. Traditie is dan ook de grootste ‘vijand’ van lijmtechniek. Daarnaast is chemie veelal ‘eng’ voor de veelal werktuigbouwkundig aangelegde ontwerpers en constructeurs.

Vooroordelen

Lijmtechniek heeft ook last van vooroordelen:
- Onder laboratoriumcondities lijmen is in de meeste gevallen niet nodig. Vele machinefabrieken maken betrouwbare lijmverbindingen gewoon op de werkplek. Daarnaast zijn er lijmen die minder kritisch qua reiniging zijn, zodat in bepaalde gevallen zelfs de reinigingsstap achterwege kan blijven.
- Lange uithardingstijden kunnen achterwege blijven door gebruik te maken van gescheiden tweecomponentensystemen of door versnelling van de uitharding door warmte of UV-belichting.
- Het gevreesde ‘geknoei’ van lijmen kan voorkomen worden door gebruik te maken van doseerapparatuur
waarmee gecontroleerde en reproduceerbare hoeveelheden lijm aangebracht kan worden. Naast een nette en
ergonomisch verantwoorde verwerking leidt dit tevens tot aanzienlijke lijmbesparingen (lees: kostenbesparing).
Ondanks de genoemde nadelen moeten de genoemde voordelen ertoe kunnen leiden dat aanzienlijke kostenbesparingen mogelijk zijn door gebruik te maken van lijmen.
Belangrijk bij een goede kostenafweging is het vergelijken van de totaalkosten, dus de kosten van het totale lijmproces (reiniging, lijm, doseren, monteren, buffers) ten opzichte van bijvoorbeeld het boren van gaten, het tappen van schroefdraad, de schroeven, de extra O-ring of pakking en het monteren.

Waar wordt gelijmd?

Vele lijmtoepassingen laten de oneindige mogelijkheden van deze chemische bevestigingstechniek zien:
- Van oudsher worden er in de vliegtuigbouw romp- en vleugeldelen gelijmd. Zonder de dynamische sterkteverhoging en gewichtsbesparing als gevolg van lijmen zouden vliegtuigen niet langdurig en efficiënt ingezet kunnen worden.
- In de huidige auto’s worden onder andere verstijvers onder motorkappen, de voorruit, interieurdelen en diverse uit plaatmateriaal opgebouwde carrosseriedelen met lijmen verbonden.
- In huizen worden ook vele kilogrammen lijm verwerkt, onder andere bij het bevestigen van kunststof panelen,
spoelbakken in aanrechtbladen en het onderling verbinden van kozijnprofielen.
- Door de alsmaar toenemende miniaturisatie is lijmen in de elektronicasector een onmisbare bevestigingstechniek geworden. Miljarden LCD’s en printplaten zijn hiervan slechts enkele voorbeelden.
- Het idee dat lijmen giftig zijn wordt tegengesproken door diverse medische toepassingen, onder andere in injectienaalden, katheters, zuurstofmaskers en maagsondes.

Lijmselectie

De juiste lijmkeuze hangt af van vele factoren. Een lijmkeuze baseren op enkel de te verlijmen materialen is veelal een schot in het duister. Naast de te verbinden materiaalsoorten zijn namelijk de volgende aspecten minstens zo belangrijk:
- De afmetingen van de lijmverbinding. Grote en zware onderdelen vragen in het algemeen een langere assemblagetijd en derhalve een trager uithardende lijm dan ‘in seconden’ te verbinden kleinere componenten.
- De grootte en richting van de belasting geven aan of zeer sterke en daardoor brosssere lijmen ingezet dienen
te worden òf dat meer flexibele en daardoor vervormingsgezinde alternatieven aan te raden zijn. Daarnaast
is het van belang of een lijmverbinding wisselend of statisch belast wordt.
- Langdurige blootstelling aan chemicaliën, vocht, hoge temperaturen, UV-licht enzovoort kunnen op bepaalde
lijmsoorten een negatieve invloed hebben, waardoor de lijmkeuze eveneens beperkt kan worden.
- De seriegrootte bepaalt in hoge mate de beschikbare uithardingstijd. Bij korte cyclustijden zijn de alom bekende ‘secondelijmen’ en UV-uithardende lijmen favoriet.
- De beoogde aanbrengmethode, bijvoorbeeld door middel van kwasten of zeefdrukken, is ook een belangrijke
keuzefactor. Veelal wordt deze pas in een (te) laat stadium onderzocht.

Leverancierskeuze

Gezien de veelheid aan factoren die bij een lijmkeuze een rol kunnen spelen èn het ‘oerwoud’ aan beschikbare lijmsystemen, is raadpleging van lijmleveranciers een tweede stap. Een goede lijmleverancier kan aan de hand van een goed gedefinieerd eisenpakket, gebaseerd op de eerder genoemde aspecten bij de lijmselectie, een gedetailleerd lijmadvies geven. Veelal kan hij tevens gebruikmaken van de ervaring van soortgelijke applicaties elders (referenties) of heeft hij de mogelijkheid lijmproeven inclusief verouderingstesten uit te voeren (veelal gebaseerd op trekproeven).
Bij de selectie van de lijmleverancier zijn derhalve niet alleen de getallen op de prijslijst belangrijk! De volgende
‘value adding’ activiteiten zijn minstens zo belangrijk als een op het eerste gezicht lage prijs van het lijmproduct:
- Technische ondersteuning is een must bij lijmtechniek gezien de eerder aangegeven relatieve onbekendheid
met lijmen. Begeleiding door adviseurs ter plaatse èn ondersteuning vanuit de organisatie door technische specialisten en productontwikkelaars zijn essentieel voor een betrouwbaar lijmadvies. Daarnaast is van belang dat in geval van problemen in productie deze ondersteuning op korte termijn aangeboden kan worden.
De noodzaak van deze technical service wordt versterkt door de trend naar ‘back to core business’; bedrijven hebben zelf geen tijd meer om lijmonderzoek te doen.
- Uitgebreide beproevingsfaciliteiten, zoals trekbanken en klimaatkasten, zijn van essentieel belang. Zonder
daadwerkelijke onderzoeken naar de sterkte van lijmen in bepaalde specifieke applicaties zal de kennis van lijmtechniek bij de lijmleverancier op een beperkt niveau blijven hangen.
- Het leveren van een constant hoog kwaliteitsniveau op de afgesproken tijd is een noodzaak in de huidige wereld van ‘just in time’. Een mindere batch lijm kan tot grote hoeveelheden afkeur leiden, mede daar dit veelal pas na de uithardingstijd, of erger nog, na levering, bemerkt wordt.
- Milieubewustzijn bij de lijmproducent, correcte etikettering van de verpakkingen en uitgebreide productveiligheidsinformatie zorgen ervoor dat verantwoorde lijmkeuzes voor de langere termijn gemaakt kunnen worden.
- Het meeleveren van doseerapparatuur heeft naast de genoemde lijmbesparingen en kwaliteitsverhoging ook het voordeel dat de klant slechts één aanspreekpunt heeft in geval van calamiteiten. De klant wordt dan niet de dupe van de strijd tussen beide leveranciers (ligt het aan de lijm of aan de apparatuur?)
- De toenemende globalisering van de markt vraagt wereldwijde leverbaarheid van de voorgeschreven lijmen. Voorkomen dient te worden dat bij verhuizing van productiefaciliteiten naar een ander land òf bij servicewerkzaamheden aldaar een andere lijm beproefd dient te worden, omdat de desbetreffende lijmleverancier daar geen vestiging heeft.
- De trend naar ‘single sourcing’ vraagt lijmleveranciers die een compleet programma lijmen kunnen bieden, zoals bijvoorbeeld alle genoemde lijmsystemen vermeld in de tabel, inclusief de bijbehorende doseerapparatuur.
 

Samenvatting

Lijmen is een veelzijdige verbindingstechniek. Vele lijmapplicaties bewijzen deze stelling. Extra aandacht bij de omschakeling van mechanische naar chemische bevestigingstechniek is noodzakelijk door de te verwachten ‘cultuuromslag’. Een juiste lijmkeuze hangt van diverse factoren af.
Een goede lijmleverancier kan, en wil, hierbij een rol spelen, hetgeen aan te raden is gezien haar expertise
en beproevingsmogelijkheden. Bij de selectie van de lijmleverancier is haar ‘toegevoegde waarde’, zoals technische ondersteuning, een compleet leveringsprogramma en wereldwijde aanwezigheid, minstens zo belangrijk als een op het eerste gezicht lage prijs van de lijm.