Inhaltsverzeichnis
1. Werkstoffe, Geometrie sowie Klebstoffe bestimmen die Verbindungsqualität
2. 2K-Epoxidharzklebstoffe
3. Zweikomponentige Klebstoffe für beschichtete Oberflächen
4. Kontaktklebstoffe für die schnelle Weiterverarbeitung
5. Breite Klebefugen und Vibrationsbelastungen
6. Kleben und Dichten im Metallbau
7. Die Entwicklung universell einsetzbarer Klebstoffe als Ziel
Stetige Entwicklungen neuer Materialien führen auch im Bereich der Metallverarbeitung zu immer neuen und höheren Ansprüchen an die Verbindungstechniken. Das gilt nicht nur für die Automobil- oder Luftfahrtindustrie, sondern immer häufiger auch den Maschinen-, Apparate- und Gerätebau sowie Elektro- und Medizintechnik. So erhöht etwa zusätzliches Kleben die Haltbarkeit der Verbindungen bei geschweißten, gestanzten oder genieteten Bauteilen. Neben diesen Kombinationen der Verbindungstechniken, die auch als Hybridfügen bekannt sind, etabliert sich in letzter Zeit aber auch das dauerhafte Verbinden von blanken und beschichteten Metallen per Kleben. Die Kraftübertragung bei verklebten Werkstoffen erfolgt nicht punktuell, sondern über die gesamte Fläche der Klebung, so dass die entsprechenden Belastungen gleichmäßig auf die Bauteile wirken. Außerdem werden beim Verarbeiten des Klebstoffes die Oberflächen thermisch nicht beansprucht.
Um Gewicht und Bauteildicken zu reduzieren – und so Energieressourcen und Materialkosten zu sparen – kommt darüber hinaus in Leichtbaukonzepten ein Materialmix aus Metallen und anderen Werkstoffen zum Einsatz. Auch das stellt besondere Anforderungen an die Verbindungstechnik. Vielfach müssen dünnwandige Metalle, empfindliche Oberflächen, dreidimensional verformte Baugruppen oder kleinste Bauteile unsichtbar, material- und wärmeschonend gefügt werden. Konventionelle Fügemethoden wie Schrauben, Nieten oder Schweißen sind nicht geeignet – aber eben auch nicht jede Klebetechnik.
Bild: Ruderer Klebetechnik
Werkstoffe, Geometrie sowie Klebstoffe bestimmen die Verbindungsqualität
Aufgrund der Vielzahl von unterschiedlichsten Materialien finden dementsprechend auch diverse Klebstoffsysteme (unter anderem von technicoll) Verwendung. Ausschlaggebend für die Qualität und Langlebigkeit einer Klebung sind vor allem die Art der Werkstoffe, die Geometrie der zu verbindenden Oberflächen und nicht zuletzt der Klebstoff selbst. Um eine möglichst ideale Benetzung der Oberflächen mit Klebstoff zu garantieren, müssen die Eigenschaften des Klebstoffes, wie Zusammensetzung und Viskosität, auf die zu klebende Oberfläche hin abgestimmt werden.
Passgenaue Fügeteile, bei denen kleine Flächen miteinander verbunden werden, stellen beispielsweise andere Ansprüche an den Klebstoff als Flächenkaschierungen. Kriterien wie die Beständigkeit im Vergleich mit mechanischen Belastungen bei verschiedenen Temperaturen, sich ändernden Witterungseinflüssen oder auch beim Kontakt mit Lösemitteln und anderen Chemikalien, sind für die Klebstoffauswahl ausschlaggebend. Aufgrund der ständigen Verbesserung bestehender Werkstoffe ergibt sich eine wachsende Zahl von Anwendungsgebieten, die immer wieder neue Anforderungen an potentiell geeignete Klebstoffe stellen.
2K-Epoxidharzklebstoffe
Für strukturelle Klebungen von Metallen hat sich über Jahrzehnte der Einsatz von Epoxidharzklebstoffen bewährt. Je nach Anwendungsfall sind diese reaktiven Klebstoffsysteme in dünnflüssigen bis hin zu standfesten Varianten verfügbar. Um Fehlklebungen auszuschließen und sicherzustellen, dass die reaktiven Komponenten im richtigen Verhältnis homogen vermischt sind, werden diese Klebstoffe unter anderem aus Doppelkammerkartuschen mit Statikmischer und Auspresspistole verarbeitet, können aber auch bei Industrieanwendungen mithilfe automatisierter Auftragssysteme appliziert werden. Die in den Produktinformationen ausgewiesene Topfzeit gibt Auskunft über die maximale Verarbeitungszeit der miteinander vermengten Komponenten. Nach dem Klebstoffauftrag werden die Bau- beziehungsweise Fügeteile fixiert und der Klebstoff härtet nahezu ohne Volumenabnahme fugenfüllend aus.
Bild: Ruderer Klebetechnik
Generell zeichnen sich Epoxidharzklebstoffe durch eine hohe Alterungsbeständigkeit bei sich ändernden Witterungsbedingungen, starken Temperaturschwankungen und unter dem Einfluss von Lösemitteln beziehungsweise anderen Chemikalien aus. Diese Eigenschaften kommen vor allem bei Anwendungen im Fahrzeugbau und bei metallverarbeitenden Betrieben positiv zum Tragen.
Zweikomponentige Klebstoffe für beschichtete Oberflächen
Für strukturelle Klebungen von Metallen mit beschichteten, lackierten Oberflächen und Kunststoffen bieten sich auch reaktive, zweikomponentige Klebstoffe auf Acrylatbasis an, beispielsweise MMA-Klebstoffe von technicoll. Die vergleichsweise geringe Topfzeit von wenigen Minuten ermöglicht eine relativ schnelle Weiterbearbeitung der über kleine Flächen verbundenen Werkstoffe. Klebungen von Verbundplatten, bei denen größere Flächen unterschiedlichster Materialien zur Verfügung stehen, lassen sich dagegen nur mit speziell dafür entwickelten Klebstoffen bewerkstelligen. Dafür ist beispielsweise ein vielseitiger, lösemittelfreier, reaktiver Zweikomponentenklebstoff von technicoll auf Polyurethanbasis (PUR) mit langer Verarbeitungszeit geeignet.
Schweißen, schrauben oder nieten? Welche Verbindungstechnik sollte ein Konstrukteur wählen?
Kontaktklebstoffe für die schnelle Weiterverarbeitung
Sollten eine Anfangshaftung oder eine schnelle Weiterverarbeitung der geklebten Bauteile notwendig sein, so bietet sich die Verwendung von Kontaktklebstoffen an. Diese Klebstoffe werden, je nach Viskosität, manuell oder automatisiert mithilfe von Sprühpistole, Pinsel, Spachtel, Rakel oder Walze beidseitig aufgetragen. Nach dem Verdunsten des Lösemittels werden die mit Klebstoff benetzten Oberflächen zusammengelegt und unter möglichst hohem Druck kurz gegeneinandergepresst. Voraussetzung dabei bleibt jedoch immer, dass die zu klebenden Substrate passgenau sind, da die Kontaktklebstoffe nicht fugenfüllend aushärten und somit keine größeren Spalten überbrücken können. Kontaktklebstoffe auf wässriger Basis besitzen eine deutlich längere Ablüftzeit als lösemittelhaltige Kontaktklebstoffe. Daher muss bei Verwendung der wässrigen Systeme auch mit Einbußen hinsichtlich der Verarbeitungsgeschwindigkeit gerechnet werden.
Breite Klebefugen und Vibrationsbelastungen
Für bis zu mehrere Millimeter breite Klebefugen von Werkstoffen, die dauerhaft oder temporär Vibrationen ausgesetzt sind, werden gerne Einkomponenten-PUR-Klebstoffe beziehungsweise MS-Polymere verwendet. Diese Kleb- und Dichtstoffe tolerieren im ausgehärteten Zustand aufgrund ihrer Elastizität größere, temperaturbedingte Ausdehnungen der Fügeteile. Das Auftragen erfolgt meist in Raupenform mittels entsprechender Auspresspistole oder Applikationssysteme. Da es sich bei den eben genannten Klebstoffen um feuchtigkeitshärtende Systeme handelt, muss gewährleistet sein, dass dem Klebstoff genug Feuchtigkeit zur Verfügung steht. Ein großflächiges, elastisches Dickschichtkleben von wasserdampfundurchlässigen Werkstoffen ist damit ausgeschlossen.
Kleben und Dichten im Metallbau
Je nach Klebeanwendung ist eine elastische und vibrationshemmende Verbindung erforderlich, die zugleich auch eine abdichtende Funktion übernehmen muss. Gerade im Karosserie-, Fahrzeug-, Apparate- und Schiffbau sowie in der Klima- und Lüftungstechnik spielt bei Verklebungen im Sichtbereich auch der optische Faktor eine große Rolle.
Bild: Ruderer Klebetechnik
Der technicoll 9707 RLT Silber ist ein metallfarbener, lösemittelfreier, leistungsstarker Hybridklebstoff für spannungsausgleichende Klebungen und Abdichtung unterschiedlichster Materialien im Innen- und Außenbereich. Dieser geruchlose und festelastische Kleb- und Dichtstoff hält Wasserbelastungen und Chemikalien stand, ist temperatur-, witterungs- und alterungsbeständig und frei von Lösemitteln und Silikonen. Der Klebstoff ist für den Einsatz in raumlufttechnischen Anlagen (RLT) zugelassen, da er die VDI-Richtlinien für eine gesundheitlich verträgliche Atemluft erfüllt.
Die Entwicklung universell einsetzbarer Klebstoffe als Ziel
Um Metalle kleben zu können, bedarf es besonders zuverlässiger Klebstoffe. Für die richtige Auswahl eines für Metall geeigneten Klebstoffs ist es neben dem Einsatzbereich vor allem wichtig, um welche Art von Metall es sich handelt. Bei der Auswahl des individuell passenden Klebstoffs unterstützt Ruderer Klebetechnik sowohl mit seinem umfangreichen Sortiment an Spezial-Klebstoffen, als auch mit dem Know-how im Rahmen einer individuellen Anwendungsberatung durch die Klebe-Experten.
Gegenwärtige Entwicklungen neuer Klebstoffrezepturen zielen darauf ab, möglichst universell einsetzbare Klebstoffe mit einem breiten Anwendungsspektrum zu realisieren. Allerdings lassen sich diese Ansprüche nur bedingt umsetzen, da die Anforderungen, die an die Klebstoffe und Klebungen gestellt werden, äußerst unterschiedlich geartet sind. Bis ein idealer „Alleskleber“ gefunden ist, bleiben die Klebstoffauswahl und die fachgerechte Verarbeitung leider nicht selbsterklärend. Interessenten, die eingehende Informationen über Klebstoffe und die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten benötigen, kommen um eine spezifische Anwendungsberatung nicht herum, zum Beispiel über: beratung@technicoll.de (co)
Hier finden Sie mehr über:
