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 henkelFachartikel

Durch die Klebtechnik können in der Fertigung spezifische Werkstoffeigenschaften weitestgehend ausgeschöpft und neue Bauweisen wie der Leichtbau realisiert werden. Auch bei der heute üblichen Mischbauweise, der Verwendung verschiedenster Werkstoffe aus Metall, Kunst- und Faserverbundwerkstoffen ist der Einsatz von Strukturklebstoffen unverzichtbar geworden. Mit seinen Marken Loctite und Teroson bietet Henkel eine universelle Auswahl an Strukturklebstoffen für die unterschiedlichsten Industrieanwendungen.




In den letzten Jahren ist der Einsatz moderner Klebstofftechnologien verstärkt in den Fokus der Industrie gerückt. Aus gutem Grund, denn Hochleistungsklebstoffe bieten Konstrukteur und Verarbeiter gleichermaßen zahlreiche Vorteile. Insbesondere die Eigenschaft, unterschiedlichste Materialien schnell und sicher zu verbinden, hat dazu beigetragen, dass Klebstoffe heute aus vielen Produktionsprozessen nicht mehr wegzudenken sind. Nahezu alle Metallsorten – klassische Standardstähle ebenso wie Edelstahl und Aluminium-, Kunst- und Faserverbundwerkstoffe sowie Glas oder Keramik lassen sich bei fachgerechtem Einsatz klebtechnisch miteinander kombinieren. Auf diese Weise können bei der Produktherstellung die spezifischen Werkstoffeigenschaften für ein Bauteil optimal genutzt werden.

Verklebungen heute unverzichtbar

„Konstruktive Verklebungen sind heutzutage in allen Industriebranchen zu einem unverzichtbaren Fügeverfahren geworden. Insbesondere dort, wo unterschiedliche Werkstoffe miteinander verbunden werden müssen“, sagt Gerd Dietz, Manager Technischer Kundenservice Loctite. Ob zur Herstellung von Haushaltsgeräten, Gebäudefassaden, Filtern oder Windkraftanlagen – Beispiele für das breite industrielle Anwendungsspektrum gibt es viele. Beim Lkw-Bau werden moderne Kofferaufbauten heute nahezu ausschließlich geklebt und zugleich abgedichtet. Der Sandwich-Aufbau moderner Wand- und Deckenelemente ermöglicht Leichtgewichtkonstruktionen, die man nur durch Kleben fügen kann. Für den Großteil aller strukturellen Anwendungen bietet Henkel mit den Klebstoffen der Marke Loctite und Teroson die passende Lösung.

Strukturklebstoffe im Vergleich zu anderen Fügeverfahren

henkel1Neben den universellen Einsatzmöglichkeiten sprechen weitere Gründe für die zunehmend wichtige Rolle von Klebstoffen in Industrie und Handwerk. Im direkten Vergleich haben die traditionellen Verbindungstechniken wohl bekannte Nachteile. Mechanische Verfahren wie Nieten oder Schrauben ermöglichen nur eine punktförmige Kraftübertragung. Aufgrund des Kraftlinienflusses resultieren Spannungsspitzen an den Loch- oder Punkträndern, die das Risiko eines Dauerbruchs erhöhen und damit die dynamische und statische Festigkeit der Verbindung ungünstig beeinflussen. Bei richtig ausgeführten Klebungen ist die Spannung bzw. Lastübertragung hingegen gleichmäßiger über die gesamte Klebefläche verteil. Gegenüber traditionellen Fügeverfahren sind Klebeverbindungen bei dynamischer Beanspruchung überlegen. Zudem werden die zu verbindenden Werkstücke nicht durch die Bohrung von Löchern geschwächt.

Gegenüber dem Schweißen und Löten überzeugt der Einsatz von Klebstoffen vor allem durch seinen flexiblen Charakter. Hitzeempfindliche Materialien wie Aluminium oder Kunststoff sowie dünne Bauteile lassen sich damit sicher verbinden. Eine negative Beeinflussung der Festigkeit des Werkstoffs tritt dabei nicht ein. Die geringe Wärmeentwicklung ist darüber hinaus ein wichtiges Kriterium, wenn es um die Verarbeitung von Fügeteilen geht, die bereits ihre endgültige Oberflächenausführung aufweisen, wie zum Beispiel verchromter Stahl. Als nichtleitendes Material wirken ausgehärtete Klebstoffe zudem isolierend und verhindern so das Auftreten von Kontaktkorrosion.

Verschiedene Klebetechnologien

Je nach Anwendungsfeld stehen für strukturelle Verklebungen verschiedene Klebstofftechnologien mit spezifischen Produkteigenschaften zur Verfügung. Überwiegend handelt es sich dabei um ein- oder zweikomponentige Reaktionsklebstoffe, die bei Raumtemperatur oder durch Wärme aushärten. Henkel bietet die gesamte Bandbreite an Klebstofftechnologien. Darunter fallen Epoxid-, Acrylat- und Polyurethan-Klebstoffe ebenso wie silan-modifizierte Polymere und silikonbasierte Produkte. Für die Auswahl des am besten geeigneten Klebstoffs ist eine fachliche Beratung durch den Hersteller extrem wichtig. „Zur korrekten Klebstoffauswahl ist es notwendig die Anforderungen an die Klebeverbindung im späteren Alltagseinsatz zu kennen und zu berücksichtigen“, sagt Dietz.

Ein Einteilungskriterium ist die Unterscheidung zwischen starren und flexiblen Klebstoffverbindungen, die jeweils unterschiedliche Vorteile bieten. Konventionelle starre Klebstoffverbindungen werden hauptsächlich für hohe mechanische Kraftübertragungen eingesetzt und ersetzen in diesem Fall traditionellen Fügeverfahren. Sie ermöglichen eine feste adhäsive Bindung auf den zu verbindenden Oberflächen und erfüllen hinsichtlich ihrer Festigkeitseigenschaften alle Praxisanforderungen, wie zahlreiche Beispiel aus der Flugzeug- und Fahrzeugindustrie belegen. Elastische Klebstoffe kommen hingegen immer häufiger bei hoher dynamischer Beanspruchung zum Einsatz, die aus Temperaturdifferenzen oder Bauteilsbewegungen resultieren.

Anwendung in der Betriebspraxis

henkel2Die Klebetechnik lässt sich praktisch in allen Industriebereichen in vorhandene Fertigungsabläufe integrieren. Je nach Anwendung erfolgt der Auftrag entweder manuell, halbautomatisch oder vollautomatisch per Roboter. Henkel bietet hierfür eine komplette Palette von Dosiersystemen, die eine sichere und konstante Fertigung gewährleistet. Abhängig von der Menge und Art des eingesetzten Klebstoffs ist unter Umständen eine Absaugeinrichtung notwendig – das Tragen einer persönlichen Schutzausrüstung für das Personal ist in jedem Falle ratsam. Entscheidend für die Qualität der Verklebung ist vor allem die Oberflächenbeschaffenheit der Fügeteile. Die mangelnde Reinigung zu verklebender Fügeteile von z. B. Ölen und Fetten ist eine in der Praxis häufig anzutreffende Fehlerquelle. Eine weitere Grundvoraussetzung ist zudem die fachgerechte Anwendung des eingesetzten Klebstoffs durch das Personal. Die Leistungsfähigkeit geklebter Konstruktionen hängt im hohen Maße von den Fertigungsbedingungen ab. Darunter fallen die Vorbereitung der Fügeteile, das richtige Mischen bei 2-Komponenten Klebstoffen, dessen Applikation sowie die Fixierung und Einhaltung von Aushärtungszeiten. Klebstoffhersteller wie das Unternehmen Henkel veranstalten deshalb regelmäßig Seminare und Workshops zur Qualifikation und Weiterbildung von Fachkräften.

Für wen lohnt sich Kleben?

Inwieweit sich der Einsatz von Strukturklebstoffen in metallverarbeitenden Betrieben unter ökonomischen Gesichtpunkten lohnt, muss von Fall zu Fall bewertet werden. Grundsätzlich bietet das Fügeverfahren Kleben bei der Konzeption und Herstellung von Verbundwerkstoffen eine hohe Designfreiheit und die Möglichkeit viele Funktionen in einem Bauteil zu integrieren. Die Optimierung des Materialeinsatzes verringert dabei nicht nur das Gewicht des Bauteils, sondern ermöglicht auch eine kostengünstigere Gestaltung. Kommerzielle Vorteile bieten sich auch durch die  mögliche Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit gegenüber vielen mechanischen Fügetechniken. Unter optischen Gesichtspunkten ist das Wegfallen von Oberflächenabzeichnungen durch punktgeschweißte Verbindungen zu nennen.

Ausblick in die Zukunft

Angesichts des vorherrschenden Trends zum Leichtbau und den Zielvorgaben hoher Produktivität und Wirtschaftlichkeit in der Fertigung eröffnet der Einsatz von Strukturklebstoffen für sowohl kleine als auch größere Betriebe interessante Zukunftsperspektiven. Diese werden weiter an Einfluss gewinnen, denn der ressourcenschonende Leichtbau ist ohne Klebstoffe nur schwer zu realisieren. Der Trend geht klar zu Verbundmaterialien und Leichtmetallen. Der ökonomische Erfolg eines metallverarbeitenden Betriebs wird in Zukunft entscheidend davon abhängen, inwieweit es gelingt, das hohe Innovationspotenzial bei der Herstellung von Verbundmaterialien zu nutzen. Das Strukturelle Kleben nimmt in diesem Kontext einen wichtigen Stellenwert ein und wird deshalb auch immer wieder als Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts bezeichnet.


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