Poreuze onderdelen afdichten: zo werkt impregneren
Wie zoekt naar een impregneermiddel heeft meestal een concreet probleem of vraagstuk. Een onderdeel dat lekt na bewerking. Een gespoten laag waar corrosie zich onderdoor werkt. Beton dat vlekt. Een behuizing die vocht opneemt en gaat werken. Verschillende toepassingen, maar telkens dezelfde oorzaak: Het materiaal is poreus.
Impregneren of coaten: wat is het verschil?
Het verschil bepaalt alles en wordt in de praktijk vaak door elkaar gehaald.
Een coating of een lak legt een laag over het oppervlak. De proiën worden afgedekt, maar de open structuur zit er nog steeds onder. Zolang de laag intact blijft werkt dat prima. Raakt hij beschadigd, dan ligt de porositeit weer open. Bovendien verandert een coating vaak het uiterlijk, voegt hij laagdikte toe en beïnvloedt hij de maatvoering.
Een impregneermiddel werkt precies andersom. Het is zo dun vloeibaar dat het door capillaire werking uit zichzelf de poriën in wordt getrokken en daar uithardt. Het onderdeel wordt niet bedekt maar van binnenuit gevuld. Het oppervlak blijft er in de meeste gevallen uitzien zoals het was, de maatvoering verandert nauwelijks en de werking zit in het materiaal in plaats van erop.
Die tweede route is wat je wilt bij lekdichtheid, bij corrosie die van binnenuit begint en overal waar het uiterlijk of de maat van het onderdeel niet mag veranderen.
Waarom worden onderdelen poreus?
Poreusheid komt vaak voor. Het is geen fout, maar de uitkomst van hoe een materiaal is opgebouwd.
Een gietstuk stolt van buiten naar binnen en houdt daarbij onvermijdelijk holtes over. Een thermisch gespoten laag bestaat uit tegen elkaar aan geeslagen deeltjes met ruimte ertussen. Gesinterd en poeder metallurgisch materiaal is per definitie een open structuur. Beton, gips, keramiek en natuursteen zijn van huis uit poreus. Gegoten kunststof houdt luchtinsluitingen en pinholes. En materiaal dat laag voor laag wordt opgebouwd zoals bij 3D printen, sluiten de lagen nooit helemaal perfect op elkaar aan.
Hoe kun je een poreus onderdeel lekdicht maken?
Bij capillair-actieve systemen is geen installatie nodig. Dompelen, kwasten, spuiten of injecteren volstaat, mits het oppervlak enkele minuten nat blijft. Op deze manier krijgt het materiaal of onderdeel de tijd om diep in te trekken. Hiervoor is het erg belangrijk dat het oppervlak van het onderdeel schoon, droog en vetvrij zijn. Vuil in de porie houdt het middel tegen.
De dichtol AM Hydro is hier een perfect voorbeeld voor. Dit impregneermiddel heeft een lage viscositeit waardoor het supergoed te kwasten of onder te dompelen is.
Waar impregneren niet de oplossing is
Op een glad, dicht oppervlak valt niets te impregneren, zonder open porositeit is er niets om in te trekken, en een droge laag van enkele micrometers doet op zichzelf niets. Op materialen als PP, PE en siliconen ontbreekt bovendien de hechting, en watergedragen systemen bevochtigen die slecht. Spleten en lekken boven het opgegeven proiebereik vragen om een vulmiddel, niet om impregnatie. En als slijtlaag of decoratieve afwerking moet je een impregneermiddel ook niet willen inzetten.
Wat ook belangrijk is en een vraag die vaak te laat wordt gesteld is voedselcontact. Conformiteit daarvoor moet altijd op het complete onderdeel worden vastgesteld, en de meeste impregneermiddelen hebben die niet. Drinkwaterconformiteit bestaat wel, maar doorgaans slechts voor specifieke varianten binnen een productlijn.
Toepassingsgebieden
Porositeit is een abstract begrip, maar de onderdelen die eraan onderdoor gaan zijn dat niet. Hieronder de categorieën waar impregneren in de praktijk het vaakst wordt ingezet.
Kunststofbehuizingen/ onderdelen
Dit is de meest voorkomende toepassing, en tegelijk de toepassing waar het probleem het langst onopgemerkt blifjt. Een behuizing voor elektronica, een sensorkast, een aansluitdoos of een bedieningspaneel wordt ontworpen op een IP-Klasse, met een afdichtingsgroef en een pakking. Bij de test lekt het alsnog, niet langs de pakking maar dwars door de wand.
Bij FDM 3D geprinte onderdelen zoals; behuizingen, visuele modellen (vazen en beelden), opvangbakken en inserts zitten de lekpaden vaak tussen de laaglijnen van je onderdeel.
Mediavoerende en pneumatische delen
Onderdelen waar vloeistof of lucht doorheen gaat, zijn de tweede grote categorie: verdeelblokken, aansluitstukken, koppelingen, mondstukken, kleine reservoirs, pomphuizen en opvangbakjes. Hier is het criterium hard: het lekt, of het lekt niet.
Pneumatische onderdelen verdienen een aparte vermelding, omdat gasdichtheid een zwaardere eis is dan vloeistofdichtheid. Een wand die water tegenhoudt, laat perslucht er nog steeds langzaam doorheen. Voor adapters, verdeelblokken en kleine drukhuizen die bedrijfsdruk moeten houden, is impregneren daarom vaak het verschil tussen een functionerend prototype en een prototype dat alleen op de tekening werkt.
Modellen, mallen en gegoten onderdelen
In de modellen- en matrijzenbouw gaat het om positieven, hulpmallen, vormstukken en modellen van gips, MDF of hout. Die nemen vocht op, gaan daardoor werken, verliezen maatvastheid en geven stof af, met als gevolg dat een model dat op maat was gemaakt dat na een paar weken niet meer is. Een impregnatie stabiliseert het oppervlak, bindt het stof en levert tegelijk een goede ondergrond voor de lak of het afwerkingssysteem dat erop komt.