Structurele lijmen versus mechanische bevestiging: dit zijn de voordelen

Bevestigingsmaterialen zijn er in alle soorten en maten, maar een van de meest voorkomende keuzes is natuurlijk die tussen lijmen en mechanisch bevestigen. In deze blog kijken we specifiek naar structurele lijmen en de voordelen ervan ten opzichte van mechanische bevestiging.

De definitie van een structurele lijm

Om de voordelen van structurele lijmen te benoemen is het van belang eerst te definiëren wat een structurele lijm precies is. Lastig, want een structurele lijm wordt vaak per fabrikant of verkoper anders gedefinieerd.

De definitie die we bij VIBA, en in deze blog, aanhouden is de volgende: een structurele lijm is een lijm die het hoogste draagvermogen, een goede afschuifbelasting en een excellente chemische bestendigheid heeft, die uithardt zonder weer te kunnen terug veranderen in vloeibare vorm en die goed bestand is tegen de elementen.

Als we kijken naar het bevestigen van composietmateriaal dan worden er meetbare gewichtsverminderingen behaald door mechanische bevestigingsmethoden te vervangen door lijmtechnieken. 2-componentenlijmen zijn ideaal voor gebruik op composieten en 'sandwich'-structuren.
Er hoeft geen gat geboord te worden en de uniforme verdeling van de lijm zorgt ervoor dat de krachten en spanningen beter worden verdeeld over het oppervlak.

Megapascal van structurele lijmen

Een andere tastbare stelregel die we bij VIBA graag aanhouden om vast te stellen of iets een structurele lijm is, is het definiëren van het aantal psi. Dit is een internationale eenheidsnotatie voor ‘pound-force per square inch’, de mogelijke kracht op een bepaalde oppervlakte. In Nederland gebruiken we hier de eenheidsnotatie Megapascal (MPa) voor.

1.000 psi staat gelijk aan 7 Megapascal. Vertalen we dit naar kilo’s, dan zien we dat 1 Megapascal 0,1 kg mogelijke belasting per vierkante millimeter inhoudt.

Structurele lijmen kunnen deze 1.000 psi – oftewel 7 Megapascal – met gemak weerstaan. Sterker nog: veel mensen onderschatten de kracht die structurele lijmen aankunnen. Zo kan epoxylijm Araldite AW4858/HW4858 onder ideale omstandigheden zelfs 36 Megapascal aan.

De voordelen van structurele lijmen

Een structurele lijm kent vele voordelen ten opzichte van mechanisch bevestigen. Je bespaart gewicht, hoeft geen materialen te perforeren en verdeelt de spanning gelijkmatig. Bovendien hebben structurele lijmen bijna altijd meer dempende elementen dan mechanische bevestigers. Een meter lijm dempt immers beter dan vijf popnagels. Lijmen zijn verder corrosiebestendiger en hebben een grotere schokbestendigheid.

En er is nog een voordeel: je kunt nog herpositioneren voordat de lijm is uitgehard. Dat lukt je bij mechanische bevestigingen niet zonder de bevestiger of het materiaal te beschadigen.

Lassen is uiteraard ook een mechanische bevestigingsmethode. Maar lassen biedt een grote kans op materiaaldeformatie. Die ontstaat doordat het metaal ongelijkmatig krimpt en uitzet als gevolg van de temperatuurverschillen tijdens het lassen.

Als we kijken naar het bevestigen van composietmateriaal dan worden er meetbare gewichtsverminderingen behaald door mechanische bevestigingsmethoden te vervangen door lijmtechnieken. 2-componentenlijmen zijn ideaal voor gebruik op composieten en 'sandwich'-structuren.
Er hoeft geen gat geboord te worden en de uniforme verdeling van de lijm zorgt ervoor dat de krachten en spanningen beter worden verdeeld over het oppervlak.

De voordelen van mechanische bevestiging

Uiteraard zijn er ook voordelen van mechanische bevestiging ten opzichte van structurele lijmen. Zo vergt lijmen een kritisch voorbehandelings- en verwerkingstraject. Is de voorbehandeling niet in orde? Dan is de verbinding meestal niet optimaal. Mechanisch bevestigen is in dat opzicht minder kritisch; de kans dat het bevestigen verkeerd gaat is kleiner.

Het oog wil ook wat

Een aspect om te betrekken in de keuze voor lijmen of mechanisch bevestigen is esthetica. Wil je liever een industriële look, waarbij schroeven blindklinknagels zichtbaar zijn? Of geef je de voorkeur aan praktisch onzichtbare verbindingen?

Voorkom pelbelasting

Een extra waarschuwing voor als je met een lijm wilt werken: lijmen belast je het best op afschuifbelasting. De cohesie bij afschuifbelasting van de lijm is namelijk altijd sterker dan de adhesie bij pelbelasting. Op het moment dat er pelbelasting ontstaat, vindt de eerste belasting plaats op de adhesieve grens van de verbinding waar de lijmen het zwakst zijn. Kortom, dit wil je zien te voorkomen.