Kleben KT4

- Physikalisch

- Chemisch (Reaktionsklebstoffe)

- Lösungsmittelklebstoffe (in organischen Mitteln gelöst) --> Verdunsten

- Dispersionsklebstoffe (in Wasser dispergiert) --> Verdunsten

- Schmelzklebstoffe (plastifizierte Masse) --> Erstarren

- Kontaktklebstoffe (mit oder ohne Lösungsmittel)

- 1-Komponentenklebstoffe

   Wärme- oder Feuchtigkeitsreagierend

- 2-Komponentenklebstoffe

    Reaktionsmittel und Binder (Härter & Harz)

    Härtung durch: Polymerisation, -addition, oder -kondensation

- Temperatur

- Mischverhältnis

- Ansatzmenge

- Qualität der Durchmischung

- Ungünstige Klebeeigenschaften (mit Sekundenkleber (1-K) oder Epoxydkleber (2-K) möglich)

- ansonsten nur klebbar wenn intensive Oberflächenbehandlung erfolgte

- gut klebbar, auch ohne Vorbehandlung

- Übliche Kleber: Epoxid (2-K), Sekundenkleber (1-K), PUR-basierte (1-K)

- fast alle Werkstoffe miteinander klebbar

- grossflächige Kraftverteilung in Wirkfläche --> Ausnutzung Werkstoffeigenschaften, gleichmässige Kraftverteilung

- kleine, dünne, komplizierte Geometrien klebbar

- Zusatznutzen: el./ therm./Korosoions- Isolation, schwingungsdämpfend, abdichtend, 

- leicht zu erlernen

- flexible Anpassung beim Fertigungsablauf, bei geringen Stückzahlen keine besonderen Geräte erforderlich

- materialschonende Verarbeitungstemperaturen

- Möglichkeiten für Konstruktionselemente im Leichtbau (Sandwichbauweise)

- Aushärtezeit

- begrenzte therm. Belastbarkeit

- Festigkeit der Verklebung hauptsächlich von Oberflächengüte der zu verklebenden Teile abhängig (Zum Teil aufwendige Vorbehandlung nötig)

- Festigkeit der Verklebung nimmt über Zeit ab

siehe Bild

Faustformel: Mehrfache, einseitige Richtungsänderung des Kraftverlaufes wirkt sich negativ auf die Festigkeit aus.

- Vermeidung der linienförmigen Krafteinwirkung

- gut: Zugscher-, Druck- und Zugbeanspruchung --> Kraft wirkt auf grosse Klebefläche

- schlecht: Schäl- und Spaltbeanspruchung --> nur linienförmige Verklebung (geringe Festigkeit)

Spannungsspitzen an den Überlappungsenden der Klebung mindern die Tragfähigkeit einer Klebverbindung.

- Kunststoffpaarung: Belastbar nur 10 - 60 %

.

- Zugscherversuch (Flächenbelastung - steife Bauteile)

- Rollschälversuch (Linienbelastung - flexible und steife Bauteile)

- T-Peel Test (Linienbelastung - flexible Bauteile)

- Druckscherprüfung (Flächenbelastung - steife Kunststoffklebungen)

- Stirnabreissversuch (Flächenbelastung)

- gleichmässige Spannungsverteilung von Klebungen --> möglichst steifes Bauteil

- verwendet im Leichtbau

- spannungsgerechte Verbindungen zwischen verschiedenen Werkstoffen

- Spalten geringer statischer Belastung --> plastisch verformbare Klebstoffe

- Spalten mit grossen Bewegungen --> elastisch verformbare Kunststoffe

Funktion: Dichten, Kleben, Korrosionsschutz

- Durch zusätzliche Fixierung (Niete) --> Aushärtung zeitunabhängiger

- Abdichtung --> reduzierung Korrosionsanfälligkeit

- Erhöhung dynamischer Stabilität und Schalldämmung

- Integration der Klebstoffschicht in das Bauteil (Mehrkomponentenspritzgiessen)

- Thermische Aktivierung des Haftvermittlers/ Schmelzklebers (elektrisches Wechselfeld)

- Fügen mit dem Substrat (Kunststoff, Alu, Edelstahl)

Ziel: Verbesserung

- der Sicherheit

- des Fahrverhalten

- des Fahrtkomfort

- 15 kg Klebstoff bei Limousine

im Karosseriebau:

- Steifigkeit der Konstruktion

- Verbesserung des Crashverhaltens

- Geräusche und Vibrationen dämpfen

- Gewicht einsparen

Doppelseitige Klebebänder auf Acrylbasis (Anstelle von Klebstoff, Clips, Klemmprofilen)

- Vorbereitung beim Zulieferer

- Montage: nur Schutzfolie entfernen

- demontierbar

Herstellung einer festen Verbindung zweier Teile durch synthetischen Werkstoff:

- physikalisches Abbinden oder chemische Reaktion (Aushärten)

- Oberflächenhaftung (Adhäsion) und zwischenmolekulare Kräfte (Kohäsion)

feste, meist unlösbare, stoffschlüssige Verbindung (homogene und heterogene Werkstoffpaarung).

Auf alle Kunststoffgruppen anwendbar!

- Adhäsionsbruch: Kleber haftet schlecht

- Kohäsionsbruch: Kleber bricht mittig auf

- Fügeteilbruch: Bauteil bricht

- Werkstoff

- Klebstoff

- Fertigung

- Beanspruchung

- mech. Einflüsse 

- chem. Einflüsse (Öle, Fette, Reinigungsmittel..)

- therm. Einflüsse 

- Strahlung (Sonneneinstrahlung..)

- Wanderung der Additive (Additive im Kunststoff wandern in Klebstoff oder sammeln sich zwischen Klebstoff und Kunststoff)

- Mechanische Haftung (Verklammerung, Formschluss)

- Gegenseitige Durchdringung der Polymerketten (-molekülen)

- Bindung der Klebstoffmolekülen an der Fügeoberfläche (Van der Waals Kräfte, Kovalente Bindungen (Atombindung), Wasserstoffbrücken, Ionische Bindung)

- Mechanische Haftung (Verklammerung, Formschluss)

- Gegenseitige Durchdringung der Polymerketten (-molekülen)

- Bindung der Klebstoffmolekülen an der Fügeoberfläche (Van der Waals Kräfte, Kovalente Bindungen (Atombindung), Wasserstoffbrücken, Ionische Bindung)

Oberflächenspannung des Klebstoffs muss kleiner sein als die des Bauteils!

- glatte und unpolare Oberflächen verringern die Benetzbarkeit der Klebstoffe auf dem Bauteil

PTFE (18.5 mN/m)

PP

PE

LCP, PC

PMMA, PBT, ABS

PET

PA (49...57 mN/m)

Kupfer (1300)

Eisen (1650)

- Schnelltest mit Tinte verschiedener bekannter Oberflächenspannungen

- Liegender Tropfen  -> Messen des Winkels der Tangente am Tropfenrand

  - statisch: ruhender Tropfen

  - dynamisch: mit Kanüle, Messung beim Austreten/ Absaugen

- Wirksame Oberfläche (Viskosität und Oberflächenspannung des Klebstoffs hat Einfluss auf Eindringtiefe in Oberfläche)

- Oberflächenstruktur (Abhängig von Oberflächenbehandlung: spanende, spanlose Formgebung)

+ Anpressen erhöht die wirksame Oberfläche

- Reinigung

- Mechanisch

- Primer, Haftvermittler

- Chemikalien

- Beflammen

- Plasma

- Corona

- Entfetten

- Entfernen von Schmutzpartikel

- Reinigungsmittel darf Bauteil nicht angreifen!

- hartnäckiger Schmutz entfernen

- Oberfläche vergrössern

- Oberflächenstruktur ändern

- Durch Zwischenschicht gute Haftung zwischen Bauteil-Primer-Klebstoff

- chemische Zusammensetzung der Oberfläche wird verändert

- Oberflächenstruktur gegebenfalls auch

- hohe Temperatur beseitigt Schmutz und verflüssigt oberste Oberflächenschicht

--> chemische Zusammensetzung der Oberfläche und Oberflächenstruktur wird verändert

- durch hochfrequenten Wechselstrom entsteht Plasma (Wechselfeld zwischen Elektroden)

--> Oberflächenzusammensetzung wird verändert

- gerichtete elektrische Entladung (Elektroden) werden auf Oberfläche geschossen

--> Polymerketten werden aufgebrochen --> Radikale --> Radikale reagieren mit Umgebung --> neue Oberfläche