FT1_09
Klebtechnik
Klebtechnik
Brucharten von Klebungen
- Adhäsionsbruch
- Kohäsionsbruch
- gemischter Adhäsions- und Kohäsionsbruch
- Schälung
Oberflächenaufbau von Fügeteilwerkstoffen
welche Schichten müssen vor dem Kleben entfernt werden?
Ausgehend von dem Grundwerkstoff mit seiner je nach Herstellungsbedingungen spezifischen Gefüge- bzw. Polymer-struktur und Festigkeit sind zu unterscheiden:
Die Grenzschicht, mit gegenüber dem Grundwerkstoff veränderten physikalischen und/oder mechanischen Eigenschaften, z.B. verursacht durch eine nachträgliche Verformung.
Die Reaktionsschicht, entstanden durch eine natürliche oder künstliche chemische Veränderung der Grenzschicht.
Die Adsorptionsschicht, gebildet durch Aufnahme artfremder Moleküle (z.B. Wasser, Gase). Im Gegensatz zu der Reaktionsschicht handelt es sich hierbei um eine weitgehend reversible Schichtbildung.
Verunreinigungen, die sich in nicht zu definierender Schichtdicke in Form fester (Staub, Schmutz) oder flüssiger (Öle, Fette, Feuchtigkeit) Substanzen auf der Oberfläche befinden können.
Oberflächenvorbereitung
Das Ziel der Oberflächenvorbereitung ist die Herstellung klebbarer Flächen, die Oberflächenvorbehandlung dient zur Verbesserung der Adhäsionsbedingungen während die Oberflächennachbehandlung zur Erhaltung oder sogar zur weiteren Verbesserung der Adhäsionsbedingungen angewendet wird.
Säubern
Unter Säubern ist das Entfernen von anhaftenden Schichten wie Schmutz, Rost, Lacken etc. zu verstehen. Die Säuberung wird meist über mechanische Verfahren (Bürsten, Schleifen) realisiert.
Klebfläche herstellen
Das wesentliche Ziel dieses Schrittes ist das Erreichen gleichmäßiger Klebschichtdicken bzw. paralleler Klebfugen. Dies geschieht z.B. durch Entfernen von Graten oder Richten der Fügeteile.
Entfetten
Nur fettfreie Oberflächen ermöglichen eine einwandfreie Benetzung des Klebstoffs. Auch bei Durchführung einer mechanischen Oberflächenvorbehandlung ist ein vorheriges Entfetten erforderlich. Gängige Entfettungsverfahren sind beispielsweise der Auftrag von Lösungsmittel oder eine Dampf-Entfettung.
diverse Oberflächenvorbehandlungsmöglichkeiten
Mechanisch
- Strahlen, Schleifen
- Bürsten, Skelettieren
Physikalisch
- Corona-Verfahren
- Niederdruck-,Atmosphärenplasmabehandlung
Chemisch
- Beizen, Trockenätzen
- Ozonisieren, Fluorieren
pyhsikalisch-chemisch
- Ionenätzen
- Beflammen
Klimatisierung
- Klimaanlagen
- Klimaschränke
Haftvermittler
- Silane
Primer (Konservierung)
- Abdeckfolien
- Lösungen
Verbesserung der Adhäsionsbedingungen
Grundsätze der konstruktiven Gestaltung von Klebverbindungen
- Kleben braucht Fläche
- Zentrischen Kraftangriff anstreben
- Spannungsspitzen vermeiden
Vermeidung unzulässig hoher Schälbeanspruchung
- zusätzliches Nieten/ Schrauben
- Umfalzen
- Flächenvergrößerung
- Steifigkeitserhöhung
Welche Belastungsarten treten auf und wie gut können Klebverbindungen diese Belastung aushalten?
Scherung (exzentrisch) --> sehr gut
Scherung (zentrisch) --> sehr gut
Schälung --> schlecht
Spaltung --> schlecht
Torsion --> sehr gut
Zug --> okay
Welche Maßnahmen müssen ergriffen werden vor einer Klebung?
• Oberflächenvorbereitung
• Oberflächenvorbehandlung
• Oberflächennachbehandlung
Benetzungsverhalten
Im Gegensatz zu Metallen besitzen Kunststoffe eine niedrige Oberflächenenergiedifferenz zu Klebstoffen. Dies führt zu einer schlechten Benetzungsfreudigkeit der Kunststoffe.
Oberflächenvorbehandlungsmethoden von Kunststoffen
- Nasschemisches Beizen
-Corona Verfahren
- Beflammen
- Skelletieren
- Niederdruck Plasma
- Atmosphären Plasma
Nennen Sie die 4 wesentlichen Wirkmechanismen, die für die Ausbildung der Kohäsionskräfte verantwortlich sind und ordnen Sie diese den entsprechenden Ziffern zu!
guckst du...
Erläutern Sie, warum für die Ausbildung der spezifischen Adhäsionskräfte eine gute Benetzung der Fügeteiloberflächen von besonderer Bedeutung ist!
Eine Annäherung zwischen Klebstoff und Fügeteiloberfläche auf molekularer Ebene ist aufgrund der kurzen Reichweite chemischer und physikalischer Bindungsarten die notwendige Voraussetzung für die Ausbildung ausreichender Haftungskräfte.
Da einem armen Maschinenbau-Studenten sein BAFÖG gekürzt wurde, arbeitet er
nebenbei für eine Werbeagentur und hat die Aufgabe an sämtlichen Nachtklubs in Aachen Werbeaufkleber für das neueste Bier-Mix Getränk aufzukleben. An der aus verzinktem Stahl bestehenden Tür des Nachtklubs „Starfuchs B7“ scheinen die Aufkleber allerdings nicht zu halten. Aus der Vorlesung „Schweißtechnik I“ lernt er nun, dass der Oberflächenaufbau von Fügeteilwerkstoffen aus mehreren Schichten besteht. Einige dieser Schichten müssen für die „Herstellung von klebbaren Flächen“ entfernt werden.
Nennen sie diese Schichten und kreuzen sie an, ob die genannten Schichten für das „Herstellen von klebbaren Flächen“ entfernt werden müssen.
Verunreinigungen X
Adsorptionsschicht X
Reaktionsschicht (X)
Grenzschicht
Grundgefüge
Reaktionsschicht der verzinkten Tür muss nicht zwangsläufig entfernt werden, da Oxidstruktur gute Haftung zum Grundmaterial besitzt.
Zwei Wochen nach dem erfolglosen Versuch des Studenten, beauftragt ihn die Werbefirma erneut Aufkleber des Bier-Mix Getränkes an sämtlichen Nachtklubs zu befestigen. Nach einer erfolgreichen Oberflächenvorbereitung hält der Aufkleber auch an der Problemtür.
Der Nachtklubbesitzer ist verärgert über Werbeaufkleber, welche regelmäßig und unerlaubt an der Glastür seines Klubs angebracht werden. Um den Vandalen den Spaß zu verderben beschichtet der passionierte Kunststoffexperte seine Tür mit Polypropylen. Erläutern sie, warum die Klebbarkeit nun erneut deutlich abnimmt.
Polypropylen hat eine sehr geringe Oberflächenenergie --> schlechte Benetzung
Polypropylen ist sehr unpolar --> schlechte Haftkräfte
Der Student fühlt sich nun herausgefordert. Wie könnte er die Adhäsionsbedingungen auf der mit Polypropylen beschichteten Oberfläche verbessern.
Oberflächenvorbehandlung durchführen. Zum Beispiel:
Plasmabehandlung, Nasschemisches Beizen, Corona-Verfahren, Skelletieren
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Cartes-fiches
Brucharten von Klebungen
- Adhäsionsbruch
- Kohäsionsbruch
- gemischter Adhäsions- und Kohäsionsbruch
- Schälung
Oberflächenaufbau von Fügeteilwerkstoffen
welche Schichten müssen vor dem Kleben entfernt werden?
Ausgehend von dem Grundwerkstoff mit seiner je nach Herstellungsbedingungen spezifischen Gefüge- bzw. Polymer-struktur und Festigkeit sind zu unterscheiden:
Die Grenzschicht, mit gegenüber dem Grundwerkstoff veränderten physikalischen und/oder mechanischen Eigenschaften, z.B. verursacht durch eine nachträgliche Verformung.
Die Reaktionsschicht, entstanden durch eine natürliche oder künstliche chemische Veränderung der Grenzschicht.
Die Adsorptionsschicht, gebildet durch Aufnahme artfremder Moleküle (z.B. Wasser, Gase). Im Gegensatz zu der Reaktionsschicht handelt es sich hierbei um eine weitgehend reversible Schichtbildung.
Verunreinigungen, die sich in nicht zu definierender Schichtdicke in Form fester (Staub, Schmutz) oder flüssiger (Öle, Fette, Feuchtigkeit) Substanzen auf der Oberfläche befinden können.
Oberflächenvorbereitung
Das Ziel der Oberflächenvorbereitung ist die Herstellung klebbarer Flächen, die Oberflächenvorbehandlung dient zur Verbesserung der Adhäsionsbedingungen während die Oberflächennachbehandlung zur Erhaltung oder sogar zur weiteren Verbesserung der Adhäsionsbedingungen angewendet wird.
Säubern
Unter Säubern ist das Entfernen von anhaftenden Schichten wie Schmutz, Rost, Lacken etc. zu verstehen. Die Säuberung wird meist über mechanische Verfahren (Bürsten, Schleifen) realisiert.
Klebfläche herstellen
Das wesentliche Ziel dieses Schrittes ist das Erreichen gleichmäßiger Klebschichtdicken bzw. paralleler Klebfugen. Dies geschieht z.B. durch Entfernen von Graten oder Richten der Fügeteile.
Entfetten
Nur fettfreie Oberflächen ermöglichen eine einwandfreie Benetzung des Klebstoffs. Auch bei Durchführung einer mechanischen Oberflächenvorbehandlung ist ein vorheriges Entfetten erforderlich. Gängige Entfettungsverfahren sind beispielsweise der Auftrag von Lösungsmittel oder eine Dampf-Entfettung.
diverse Oberflächenvorbehandlungsmöglichkeiten
Mechanisch
- Strahlen, Schleifen
- Bürsten, Skelettieren
Physikalisch
- Corona-Verfahren
- Niederdruck-,Atmosphärenplasmabehandlung
Chemisch
- Beizen, Trockenätzen
- Ozonisieren, Fluorieren
pyhsikalisch-chemisch
- Ionenätzen
- Beflammen
Klimatisierung
- Klimaanlagen
- Klimaschränke
Haftvermittler
- Silane
Primer (Konservierung)
- Abdeckfolien
- Lösungen
Verbesserung der Adhäsionsbedingungen
Grundsätze der konstruktiven Gestaltung von Klebverbindungen
- Kleben braucht Fläche
- Zentrischen Kraftangriff anstreben
- Spannungsspitzen vermeiden
Vermeidung unzulässig hoher Schälbeanspruchung
- zusätzliches Nieten/ Schrauben
- Umfalzen
- Flächenvergrößerung
- Steifigkeitserhöhung
Welche Belastungsarten treten auf und wie gut können Klebverbindungen diese Belastung aushalten?
Scherung (exzentrisch) --> sehr gut
Scherung (zentrisch) --> sehr gut
Schälung --> schlecht
Spaltung --> schlecht
Torsion --> sehr gut
Zug --> okay
Welche Maßnahmen müssen ergriffen werden vor einer Klebung?
• Oberflächenvorbereitung
• Oberflächenvorbehandlung
• Oberflächennachbehandlung
Benetzungsverhalten
Im Gegensatz zu Metallen besitzen Kunststoffe eine niedrige Oberflächenenergiedifferenz zu Klebstoffen. Dies führt zu einer schlechten Benetzungsfreudigkeit der Kunststoffe.
Oberflächenvorbehandlungsmethoden von Kunststoffen
- Nasschemisches Beizen
-Corona Verfahren
- Beflammen
- Skelletieren
- Niederdruck Plasma
- Atmosphären Plasma
Nennen Sie die 4 wesentlichen Wirkmechanismen, die für die Ausbildung der Kohäsionskräfte verantwortlich sind und ordnen Sie diese den entsprechenden Ziffern zu!
guckst du...
Erläutern Sie, warum für die Ausbildung der spezifischen Adhäsionskräfte eine gute Benetzung der Fügeteiloberflächen von besonderer Bedeutung ist!
Eine Annäherung zwischen Klebstoff und Fügeteiloberfläche auf molekularer Ebene ist aufgrund der kurzen Reichweite chemischer und physikalischer Bindungsarten die notwendige Voraussetzung für die Ausbildung ausreichender Haftungskräfte.
Da einem armen Maschinenbau-Studenten sein BAFÖG gekürzt wurde, arbeitet er
nebenbei für eine Werbeagentur und hat die Aufgabe an sämtlichen Nachtklubs in Aachen Werbeaufkleber für das neueste Bier-Mix Getränk aufzukleben. An der aus verzinktem Stahl bestehenden Tür des Nachtklubs „Starfuchs B7“ scheinen die Aufkleber allerdings nicht zu halten. Aus der Vorlesung „Schweißtechnik I“ lernt er nun, dass der Oberflächenaufbau von Fügeteilwerkstoffen aus mehreren Schichten besteht. Einige dieser Schichten müssen für die „Herstellung von klebbaren Flächen“ entfernt werden.
Nennen sie diese Schichten und kreuzen sie an, ob die genannten Schichten für das „Herstellen von klebbaren Flächen“ entfernt werden müssen.
Verunreinigungen X
Adsorptionsschicht X
Reaktionsschicht (X)
Grenzschicht
Grundgefüge
Reaktionsschicht der verzinkten Tür muss nicht zwangsläufig entfernt werden, da Oxidstruktur gute Haftung zum Grundmaterial besitzt.
Zwei Wochen nach dem erfolglosen Versuch des Studenten, beauftragt ihn die Werbefirma erneut Aufkleber des Bier-Mix Getränkes an sämtlichen Nachtklubs zu befestigen. Nach einer erfolgreichen Oberflächenvorbereitung hält der Aufkleber auch an der Problemtür.
Der Nachtklubbesitzer ist verärgert über Werbeaufkleber, welche regelmäßig und unerlaubt an der Glastür seines Klubs angebracht werden. Um den Vandalen den Spaß zu verderben beschichtet der passionierte Kunststoffexperte seine Tür mit Polypropylen. Erläutern sie, warum die Klebbarkeit nun erneut deutlich abnimmt.
Polypropylen hat eine sehr geringe Oberflächenenergie --> schlechte Benetzung
Polypropylen ist sehr unpolar --> schlechte Haftkräfte
Der Student fühlt sich nun herausgefordert. Wie könnte er die Adhäsionsbedingungen auf der mit Polypropylen beschichteten Oberfläche verbessern.
Oberflächenvorbehandlung durchführen. Zum Beispiel:
Plasmabehandlung, Nasschemisches Beizen, Corona-Verfahren, Skelletieren
