Klebstoffe für Metalle mit verzinkter, eloxierter oder chromatierter Oberfläche

Hält, auch wenn´s schwierig wird

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Klebstoffe haben mittlerweile im Vergleich zum Schweißen nicht nur stark aufgeholt, sondern sind in vielen Bereichen sogar unabdingbar geworden. Gerade bei besonders schwierigen Oberflächen beweisen Klebstoffe ihre Stärken und rechtfertigen das zunehmende Vertrauen in diese moderne Fügetechnologie.

Die Autorin Gudrun Weigel ist Leiterin Engineering bei Delo Industrie Kleb- stoffe, Windach

Stahlwerkstoffe sind in vielen Branchen nach wie vor das am häufigsten eingesetzte Material – trotz des Trends zur Leichtbauweise und der hierdurch verstärkten Anwendung von Kunststoffen. Insbesondere in konstruktiv tragenden Verbindungen können andere Werkstoffe keine vergleichbaren Eigenschaften nachweisen.
Klassische Verbindungstechnik ist traditionell das Schweißen, das sich über Jahrzehnte in diesem Bereich bewährt hat. Mittlerweile stoßen aber sowohl Konstrukteure als auch Verarbeiter mit diesem Verfahren an Grenzen, da die Voraussetzungen und Anforderungen sich in vielerlei Hinsicht verändert haben: Auch hier sind die Ansprüche an optisch schöne Verbindungen gestiegen; Verwerfungen durch thermische Spannungen oder Verfärbungen sind oft nicht akzeptabel. Darüber hinaus sind längst nicht alle Metalle wie Edelstahl, Aluminium, dünne Bleche oder auch Mischverbindungen ohne größeren Aufwand für das Schweißen geeignet: Zudem verhindern moderne Oberflächenbeschichtungen vielfach den Einsatz der beim Schweißen auftretenden hohen Temperaturen. Und last but not least: Schweißen ist relativ kostenintensiv. Alle Aspekte zusammen sind ein großer Anreiz für die Entwickler, vermehrt Klebstoffe als Alternative einzusetzen, die der tragenden Rolle von Metall gerecht werden.
Kleben statt Schweißen
Klebstoffe haben sich in vielen Anwendungen mit Metall schon über Jahre bewährt. Reaktions-klebstoffe wie etwa Epoxidharze erreichen mit Schweißverbindungen vergleichbare Festigkeiten und bieten dabei gleichzeitig das jeweils erforderliche spannungsausgleichende Verhalten. Beispielsweise im Bau von Windkraftanlagen werden seit über zehn Jahren Epoxidharzklebstoffe von Delo eingesetzt, um 27 m lange Rotorblätter in Stahlflansche einzukleben. Hier handelt es sich um zuverlässige Verbindungen, die seither Wind und Wetter trotzen.
In jüngerer Zeit sind vor allem moderne Oberflächenbeschichtungen die Herausforderungen für langzeitstabile Verbindungen: Verzinkungen, beispielsweise auch Eloxalschichten oder Chromatierungen, werden im Automotivebereich oder der Elektronik bevorzugt eingesetzt, da sie einen sehr guten Korro- sionsschutz bieten. So werden mittlerweile ganze Automobilkarosserien verzinkt und zahlreiche Gehäuse zum Schutz vor aggressiven Umweltbedingungen und Seltenerd-Magnete zum Schutz vor Korrosion chromatiert. Da Schweißen in diesen Fällen grundsätzlich nicht mehr in Frage kommt, werden Klebstoffe eingesetzt.
Die Profis: Epoxidharze
Umfangreiche Grundsatzuntersuchungen bei Delo zeigen, dass 1- und 2K-Epoxidharze aus den Produktgruppen „Monopox“ und „Duopox“ auch bei diesen schwierigen Oberflächen sehr gute Festigkeiten und Beständigkeiten erreichen. Diese Produkte haben grundsätzlich ein sehr breites Einsatzspektrum von der Elektronik über Maschinen- und Anlagenbau bis hin zu anspruchsvollen Anwendungen im Motorraum.
Im Labor sowie im praktischen Einsatz hat sich bei verzinkten, natur-eloxierten und chromatierten Oberflächen insbesondere der einkomponentige, warmhärtende Epoxidharzklebstoff Monopox 1196 bewährt. Er zeigt selbst nach 500 h Einlagerung bei Temperaturen von 85 °C und einer relativen Feuchte von 85% eine sehr gute Festigkeit. Die guten Ergebnisse lassen sich auf eine minimale Medienaufnahme (0,1 Gew.-% H2O) sowie eine hohe Temperaturbeständigkeit des getesteten Klebstoffs zurückführen.
Bewährte Anwendungsfälle
Ein bewährter Anwendungsfall ist das Einkleben von Magneten in ein verzinktes Stahlgehäuse. Der Klebstoff Monopox 1196 wird hier auf Grund der erzielten Festigkeiten auf Magnet und verzinktem Stahl verwendet. Hinzu kommen eine hohe Schlagzähigkeit, ein spannungsausgleichendes Verhalten und die maximale Einsatztemperatur bis 200 °C.
Neben Werkstoffen mit verzinkten oder chromatierten Oberflächen werden in den produzierenden Branchen sehr häufig Edelstähle eingesetzt, angefangen bei Küchengeräten bis hin zum Präzisionsmaschinenbau. Grund ist hier neben der geringen Korrosionsneigung ihre ausgesprochene Härte und Festigkeit. Auch hier wurden bereits große Erfolge mit Klebstoffen erzielt. In Verbindung mit Glas können beispielsweise lichthärtende Produkte wie „Photobond 4468“ eingesetzt werden.
Für Kunden mit häufig wechselnden Kleinserien, die flexibel im Prozess sein müssen, oder wenn temperaturempfindliche Komponenten wie Kunststoffhalterungen auf dem Metallbauteil vorhanden sind, stellt der Einsatz von zweikomponentigen Produkten eine Alternative dar. Der bei Raumtemperatur härtende Epoxidharzklebstoff Duopox AD895, erzielt ebenfalls hochfeste und beständige Verbindungen.
Mit 2K, kalthärtenden Duopox-Klebstoffen werden auch Aluminium-Profile verklebt. Durch die Verklebung von einfach herzustellenden L-förmigen Standardprofilen können Rohre mit variablem Durchmesser in beliebigen Stückzahlen produziert werden. Die Verarbeitung der 2K-Produkte erfolgt aus „Automix“-Kartuschen von Delo und ermöglicht die Fertigung an manuellen Arbeitsplätzen. Die Klebverbindung erzielt hohe Festigkeiten und ist sehr chemikalienbeständig.
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