FT1_09

Klebtechnik

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M. P.

Kartei Details

Zusammenfassung	Diese Lernkarten behandeln auf Universitätsniveau die Techniken und Prinzipien des Klebens, mit Fokus auf Klebstoffe, Schichten und Adhäsionsbedingungen. Sie decken Themen wie Oberflächenvorbereitung, Benetzungsverhalten, Kohäsionskräfte und die Eigenschaften verschiedener Klebstoffe ab. Besonders nützlich sind sie für Studierende und Fachleute in der Materialwissenschaft und Ingenieurwesen, die sich mit Klebetechnologien und deren Anwendungen vertraut machen möchten.
Karten	31
Lernende	4
Sprache	Deutsch
Kategorie	Technik
Stufe	Universität
Erstellt / Aktualisiert	29.06.2015 / 28.06.2017
Weblink	https://card2brain.ch/box/ft109
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Kartenliste

Brucharten von Klebungen

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- Adhäsionsbruch

- Kohäsionsbruch

- gemischter Adhäsions- und Kohäsionsbruch

- Schälung

Oberflächenaufbau von Fügeteilwerkstoffen

welche Schichten müssen vor dem Kleben entfernt werden?

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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

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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

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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

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- Kleben braucht Fläche

- Zentrischen Kraftangriff anstreben

- Spannungsspitzen vermeiden

Vermeidung unzulässig hoher Schälbeanspruchung

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- zusätzliches Nieten/ Schrauben

- Umfalzen

- Flächenvergrößerung

- Steifigkeitserhöhung

Welche Belastungsarten treten auf und wie gut können Klebverbindungen diese Belastung aushalten?

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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?

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• Oberflächenvorbereitung
• Oberflächenvorbehandlung
• Oberflächennachbehandlung

Benetzungsverhalten

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Im Gegensatz zu Metallen besitzen Kunststoffe eine niedrige Oberflächenenergiedifferenz zu Klebstoffen. Dies führt zu einer schlechten Benetzungsfreudigkeit der Kunststoffe.

Oberflächenvorbehandlungsmethoden von Kunststoffen

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- 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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