3.Die Be- und Verarbeitung von HPL
Die Verarbeitung von HPL mit metallischen Trägerwerkstoffen ist ein spezielles Anwendungsgebiet für bestimmte Industrien, z. B. für den Fahrzeugbau, für den Schiffbau, für das Transportwesen und für die hohen Anforderungen im Innenausbau.
Als metallische Trägerwerkstoffe können z. B. folgende Materialien eingesetzt werden.
Bleche wie Platten müssen absolut plan, ohne Knicke, Beulen sowie frei von anderen Fehlern sein.
Um Korrosion zu vermeiden, sollten unterschiedliche Metalle nicht in direkten Kontakt gebracht werden.
Metallische Trägerwerkstoffe weisen Oxid- oder Korrosionsschichten auf, sind gefettet, geölt oder auch gehärtet, hitze- oder säurebehandelt bzw. anodisiert. Dadurch werden die Benetzung mit Klebstoff und eine sichere Klebung beeinflusst. Die Oberfläche muss daher erst für die Klebung vorbehandelt werden. Die Zeit zwischen der Vorbehandlung und der Klebung sollte im Allgemeinen so kurz wie möglich sein, um erneute Korrosion oder Verunreinigung zu vermeiden. Die Art der möglichen Vorbehandlung richtet sich nach Art und Dicke des Metalls sowie der vorhandenen Ausrüstung und Produktionsmenge. Vor dem Kleben müssen metallische Trägerwerkstoffe vollständig von Fett befreit werden. Das kann durch Anwendung von Dampf, Lösungs- oder Reinigungsmitteln geschehen. Nach dem Entfetten ist es wichtig, die Oberfläche vor einer Neuverschmutzung zu bewahren. Es müssen saubere Schutzhandschuhe getragen werden, da schon leichte Fingerabdrücke die Klebbarkeit beeinträchtigen.
Verbundelemente aus HPL und metallischen Trägerwerkstoffen vereinigen die Vorzüge beider Materialien:
Die Herstellung dieser HPL-Verbundelemente erfordert das Wissen um bestimmte Materialeigenschaften, die die Fertigung grundlegend beeinflussen:
Eine sorgfältige Dampfbehandlung bewirkt eine gute Beseitigung von Fett und Öl. Eine völlig reine Oberfläche weist nach Abstellen des Dampfes einen ungebrochenen Wasserfilm auf. Vor dem Stapeln der gereinigten Bleche sind diese mit Warmluft zu trocknen.
Auch Lösungsmittel wie z. B. Aceton, Xylol und MEK können zur manuellen Reinigung der Oberfläche benutzt werden. Man tränkt dazu ein sauberes, fusselfreies Tuch oder einen sauberen Papierballen mit dem Lösungsmittel und wischt damit die Oberfläche sorgfältig unter häufigem Wechsel des Tuchs bzw. Papiers ab. Anschließend erfolgt Warmwasserspülung und Warmlufttrocknung. Am wirksamsten ist jedoch eine Lösungsmitteldampfentfettung. Hierzu sind aber spezielle Anlagen erforderlich. Dabei werden die Bleche in Tanks eingehängt, deren Unterteil erhitztes Lösungsmittel enthält, dessen Dämpfe an den Blechen kondensieren und so die Oberfläche mit Lösungsmitteln spülen. Hinweis: Erhöhte Vorsicht ist beim Gebrauch entfettender Lösungsmittel geboten. Allgemeine Arbeitsschutzvorschriften und Empfehlungen der Hersteller sind zu beachten.
Mechanisches Aufrauen dient zur Entfernung der Oxid-, Korrosions- oder anderer Fremdschichten, gleichzeitig, aber auch zur Erreichung einer guten mechanischen Verankerung des Klebstoffs. Bei gefetteten oder geölten metallischen Trägerwerkstoffen müssen die zu klebenden Oberflächen vorher auch entfettet werden. Das Aufrauen kann erfolgen:
Es empfiehlt sich, wegen der Gefahr von Verzugserscheinungen, immer beidseits zu strahlen. Das beidseitige Sandstrahlen ist jedoch für geringere Dicken oder größere Formate nicht geeignet, da es zu irreversiblen Verformungen führt.
Eine nochmalige Reinigung nach jedem dieser Aufrauprozesse ist notwendig.
Verglichen mit mechanischer Vorbehandlung ist chemisches Reinigen und Ätzen noch wirkungsvoller, weil es zu einer besseren und leichter kontrollierbareren Oberflächenqualität führt. Für die Entfettung und Ätzung von Aluminiumblechen sowie die Entfettung von Stahlblechen wird folgendermaßen vorgegangen:
Einige Klebstoffsysteme setzen ein Primern (Grundieren) des metallischen Trägerwerkstoffs als Vorbehandlung für die Klebung voraus. Das Grundieren und auch die Vorbehandlung sollten unmittelbar nach der Entfettung und direkt vor der Klebung vorgenommen werden. Eine Grundierung trägt zur Verbesserung der Oberfläche bei. Der Auftrag des Primers kann maschinell oder mittels Handrollern unter normalen Betriebsbedingungen erfolgen. Metallische Trägerwerkstoffe müssen vor dem Grundieren der Verarbeitungstemperatur (Raumtemperatur) angepasst sein, um Kondensationseffekte zu vermeiden. Der Primer soll nach Herstellerangaben aufgebracht werden. Ein ausreichender Korrosionsschutz muss sichergestellt sein.
Wenn es um Sägen und Fräsen geht, können HPL-Aluminiumverbundelemente mit hartmetallbestückten Säge- und Schneidwerkzeugen auf die gleiche Weise bearbeitet werden wie HPL-Holzwerkstoffverbundelemente. Die Vorschubgeschwindigkeit sollte geringer sein. HPL-Stahlblech-Verbundelemente können nur mit Metallsägen, Schlagscheren und Knabbern bearbeitet werden. Die besonderen Anforderungen an den Arbeitsschutz sind zu berücksichtigen. HPL-Verbundelemente mit einer maximalen HPL-Dicke von 1,0 mm und einer maximalen Metalldicke von 0,8 mm können kalt gestanzt werden. Vorversuche zur Ermittlung des Werkzeugspiels sind durchzuführen.
Es kann mit langsam laufenden Metallbohrern bei mäßiger Vorschubgeschwindigkeit unter Vermeidung vor Überhitzung gebohrt werden. Diese HPL-Verbundelemente dürfen nicht starr montiert werden, sondern müssen für Dimensionsänderungen Spielraum in Form übergroßer Bohrlöcher, Unterlegscheiben unter Schraubenköpfen und einer Gleitfolie zwischen den Komponenten erhalten.
Befestigungsmittel können auf die Metallrückseite der Platten punktgeschweißt werden (Bolzenschweißung mit Spitzenzündung). Bei doppelseitig mit HPL belegtem metallischen Trägerwerkstoff muss das HPL an der Stelle entfernt werden, an der der Bolzen aufgeschweißt werden soll. Die Mindestdicke des Metallträgers muss 1,5 mm betragen. Darüber hinaus können Verbundelemente auch über Klebung befestigt werden. Um Korrosion zu vermeiden, sollten unterschiedliche Metalle nicht in Kontakt gebracht werden.
Bei einer Außenanwendung oder in Fällen, in denen Schmalflächen oder Oberflächen des metallischen Trägerwerkstoffs der Feuchtigkeit oder Korrosion ausgesetzt sind, müssen diese Partien geschützt werden.
