Спосіб склеювання деталей

Реферат: Спосіб склеювання деталей, при якому поверхні деталей знежирюють, наносять на поверхні, що з'єднують, металевий адгезійний нанорозмірний шар, наносять клей, притискають деталі одну до одної і полімеризують клей. Як адгезійний шар наносять шар хрому або титану товщиною 10-50 нм. UA 106071 U (54) СПОСІБ СКЛЕЮВАННЯ ДЕТАЛЕЙ UA 106071 U UA 106071 U 5 Корисна модель належить до технологій склеювання і може бути використана в машино- та приладобудуванні при з'єднанні оптично прозорих деталей з полікарбонату, склокераміки та скла між собою або з іншими матеріалами. Відома клейова композиція для з'єднання деталей з оптично прозорих матеріалів, зокрема силікатного скла, оргскла та полікарбонату [1], яка складається з (мет)акрилатного похідного простого олігоефіру, мономеру, що радикально полімеризується, ініціатора та додаткового похідного простого олігоефіру загальної формули І: R1 [(OCH2CH2)k(OCH2CH)1(OCH2CH2CH2CH2)m]xAyR2 CH3 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 з мольною масою 300-9000, де R1=(мет)аліл; 3-алілокси-2гідроксипропіл(фталоїл)алілоксикарбамоїл; R2=H; алкіл(С1-С6;(мет)аліл; 3-алілокси-2-гідроксилпропіл(фталоїл); А=О(СН2)2-4О; С6Н2С(О)ОН2 С(О)О2; СН3С6Н3НС(О)О2 (СН2)6 НС(О)О2; ОСН2СН(СН3)О; k=0-30; 1=1-50; m=0-20; х=1-3; у=1-3, при наступному співвідношенні компонентів, в мас.ч.: (мет)акрилатне похідне простого олігоефіру 100; мономер, що радикально полімеризується, 40-120; алільне похідне формули І 5-60; ініціатор 0,05-10. Такий клей дозволяє з'єднувати оптичні деталі з достатньо високою питомою роботою руйнування (ар), міцністю при зсуві () клейового шару, ударостійкістю склеєних виробів, поліпшеними адгезійними властивостями, при збереженні високих оптичних характеристик. Але така клейова композиція складна у виробництві. Відомий спосіб склеювання деталей з полікарбонату за допомогою клейової поліуретанової композиції [2]. Цей спосіб включає стадії: нанесення поліуританової композиції на одну з деталей; контактування нанесеною композиції з другою деталлю протягом часу витримки перед склеюванням композиції або нанесення поліуританової композиції на обидві деталі; контактування деталей один з одним протягом часу витримки перед склеюванням композиції; причому перша та друга деталі складається з одного і того ж або різних матеріалів. Такий спосіб дозволяє склеювати деталі з полікарбонату, але вона характеризується довгим часом ствердження (130-250 хв) та недостатньою міцністю з'єднання. До того ж прозорість з'єднання зменшується. Найбільш близьким технічним рішенням, прийнятим за прототип, є спосіб склеювання деталей з фторопласту [3], при якому поверхні деталей механічно обробляють, знежирюють, наносять хоча б на одну зі склеюваних поверхонь клей, притискають деталі одну до одної і полімеризують клей, після знежирення та перед нанесенням клею, на поверхні з'єднуваних деталей наносять у вакуумі адгезійний наношар, що складається з двох послідовно нанесених шарів хрому та алюмінію, причому шари хрому та алюмінію мають товщину від 20 нм до 200 нм кожний. Такий спосіб дозволяє з'єднувати з високою міцністю деталі з матеріалів, які важко з'єднувати і потребує нанесення двох шарів. Недоліком прототипу є те, що таке з'єднання має невисоку прозорість при мінімальних значеннях товщин подвійного шару товщиною 40 нм (хрому - 20 нм та алюмінію - 20 нм), при максимальних значеннях товщин напилених шарів з'єднання не прозоре. До того ж подвійне напилення ускладнює технологію. Задачею корисної моделі є створення способу склеювання деталей з полікарбонату, при якому з'єднання буде прозорим та з меншою собівартістю. Поставлена задача вирішується тим, що пропонується спосіб склеювання деталей, при якому поверхні деталей знежирюють, наносять на поверхні, що з'єднують, металевий адгезійний нанорозмірний шар, наносять клей, притискають деталі одну до одної і полімеризують клей, згідно з корисною моделлю як адгезійний шар наносять шар хрому або титану товщиною 10-50 нм. Позитивний ефект запропонованого нового технічного рішення полягає в тому, що нанесення адгезійного нанорозмірного шару хрому або титану, товщиною 10-50 нм, через який проходить світло, тобто він прозорий. Новизна запропонованої корисної моделі обумовлена сукупністю відомих та вперше запропонованих технологічних операцій. Приклад реалізації. Для реалізації запропонованого способу були виготовлені плоскі зразки з полікарбонату та листового віконного скла розмірами 30 × 60 × 5 мм. Зразки мали поліровану поверхню. Зразки знежирювали за допомогою ацетону та спирту. На установці типу ВУП термічним напиленням у 1 UA 106071 U -5 5 10 15 2025 30 35 40 вакуумі 5×10 мм.рт.ст. наносили адгезійний шар покриття хрому або титану товщиною 10-50 нм. Виконували 3 різні пари з'єднання деталей: "полікарбонат-полікарбонат", "скло-скло" та "полікарбонат-скло". На поверхні зразків наносили фотополімеризаційноздатний клей та притискали одна до одної. Після цього видавлювали залишки клею та повітряні бульбашки. Полімеризацію клею проводили в ультрафіолетовому випромінюванні протягом декількох хвилин (до 5 хвилин). Після полімеризації клею проводили випробування з'єднаних зразків на відрив. Результати порівняльних випробувань показали, що якщо нанесений шар був менше 10 нм, то з'єднання було прозоре на 80-90 %, але міцність клейового з'єднання не перевищувала 0,2 МПа. Тому подальше зменшення товщини покриття є нераціональним. Якщо ж адгезійний металевий шар був більшим за 50 нм, то прозорість з'єднання не перевищувала 30-40 %, а міцність становила 1-2 МПа. Тому подальше збільшення цього шару було недоцільне, тому що з'єднання ставало непрозорим. Це призводило до неможливості полімеризування клейової композиції ультрафіолетовим випромінюванням. Для порівняння також були виготовлені зразки за прототипом при двошаровому послідовному напиленні хрому та алюмінію товщиною 20-200 нм (кожного шару). При мінімальному значенні товщини подвійного шару 40 нм прозорість не перевищувала 50 %, а при максимальному значенні - 200 нм з'єднання ставало непрозорим і унеможливило полімеризацію клею. Шар алюмінію навіть при мінімальній товщині 20 нм надзвичайно інтенсивно зменшував долю ультрафіолетового випромінювання (за рахунок відбиття), що перешкоджало полімеризації клею та потребувало тривалого опромінювання до 30 хвилин. Таким чином, експерименти підтвердили заявлений діапазон товщин та матеріалів адгезійного покриття для створення прозорого клейового з'єднання з меншою трудомісткістю, ніж у прототипі. Джерела інформації: 1. Тарасов B.I І.; Потапочкина И.И.; Махмутова И.А.; Лебедев B.C.; Калинин СВ. Клеевая композиция для приклеивания оптически прозрачных материалов // патент РФ на изобретение № 2087510 от 20.08.1997 г. 2. Буркхардт Урс Полиуретановая композиция, содержащая асимметричный диальдимин// патент РФ на изобретение № 2485143 от 20.06.2013 г. 3. Венгер Є. Ф., Маслов В. П., Коломзаров Ю. В. Спосіб склеювання деталей із фторопласту// патент України на корисну модель № 71621 від 25.07.2012, бюл. № 14. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб склеювання деталей, при якому поверхні деталей знежирюють, наносять на поверхні, що з'єднують, металевий адгезійний нанорозмірний шар, наносять клей, притискають деталі одну до одної і полімеризують клей, який відрізняється тим, що як адгезійний шар наносять шар хрому або титану товщиною 10-50 нм. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2