Schlüsselfaktoren für die Klebstoffauswahl

Schlüsselfaktoren für die Klebstoffauswahl----Technische Prinzipien und praktische Auswahlkriterien


Die grundlegende Funktion von Klebstoffen besteht darin, die Oberflächen von Fügeteilen zu beschichten und sie miteinander zu verbinden. Bei der Herstellung verklebter Baugruppen steht zunächst die Auswahl des geeigneten Klebstoffs aus den verschiedenen zur Verfügung stehenden Typen im Vordergrund. Nachfolgend sind einige Schlüsselfaktoren aufgeführt, die die Auswahl des Klebstoffs beeinflussen.

1. I. Verbundbaugruppen

Der gesamte Prozessablauf zur Herstellung verklebter Baugruppen übt in unterschiedlichem Maße Einfluss auf die Klebstoffauswahl aus. Durch die Pre-Bonding-Verarbeitung werden spezifische Oberflächenbedingungen auf den Fügeteiloberflächen geschaffen, die direkt die endgültige Klebeleistung bestimmen. Wenn solche Oberflächenbedingungen nicht geändert werden können, muss ein mit der vorhandenen Oberfläche verträglicher Klebstoff gewählt werden. Bei der Klebstoffauswahl müssen auch die Nachbearbeitungsprozesse des fertig verklebten Bauteils berücksichtigt werden. Wenn die verklebte Baugruppe als eine Einheit dient, die mit anderen Bauteilen verbunden werden soll, müssen die Handhabungseigenschaften des ausgewählten Klebstoffs mit dem Produktionsrhythmus anderer Arbeitsabläufe übereinstimmen. Darüber hinaus muss die physikalische Form des Klebstoffs (flüssig, pastös, filmisch oder fest) mit den Herstellungsmethoden übereinstimmen, die auf die verklebte Baugruppe angewendet werden.

1. II. Eigenschaften von Klebematerialien

Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der zu verklebenden Materialien sowie der erforderliche Oberflächenvorbereitungsstandard vor der Verklebung stellen einen weiteren entscheidenden Faktor für die Auswahl des Klebstoffs dar. Das Ziel der Auswahl in dieser Phase besteht darin, die Klebefestigkeit über die gesamte Verbindungsfläche hinweg zu maximieren, sodass die Verbindung während der Prüfung kohäsiv versagt und kein Grenzflächenversagen zwischen dem Klebstoff und dem zu verklebenden Material auftritt. Nur so kann die maximale Festigkeit des Klebers voll ausgeschöpft werden.

1. III. Festigkeit der haftenden Materialien

Substrate mit geringer Festigkeit können schwächer sein als der Klebstoff selbst, was dazu führt, dass ein Kohäsionsversagen innerhalb des Fügeteils und nicht in der Klebstoffschicht auftritt.

Für solche Anwendungen muss der ausgewählte Klebstoff dafür sorgen, dass die verklebte Baugruppe allen physikalischen Betriebsbedingungen standhält, denen das Grundmaterial standhalten kann, ohne dass die Gefahr eines Versagens der Verklebung besteht. In diesem Fall würde der Einsatz hochfester Klebstoffe zu einer Überspezifikation der zu verklebenden Materialien und unnötigen Mehrkosten führen.

1. IV. Dicke der haftenden Materialien

Ein weiterer nicht zu vernachlässigender Faktor ist die physikalische Form des Klebstoffs. Beim Verkleben von thermoplastischen Folien oder deren Verbundlaminaten neigen lösungsmittelbasierte Klebstoffe zur Faltenbildung an den Verbindungskanten; Wenn sie jedoch auf starre Thermoplaste angewendet werden, verringern sie häufig die Anforderungen an die Vorbehandlung der Substratoberfläche. Die spezielle Geometrie der Fügeteile erleichtert häufig die Anwendung spezieller Klebstoffarten. Für die Kantenverklebung zwischen Aluminiumwabenstrukturen und flachen Metallblechen sorgt ein flüssiger Primer in Kombination mit mit Glasfasergewebe verstärkten duroplastischen Klebefilmen für eine optimale Klebeleistung. Pastenklebstoffe eignen sich zur Herstellung von Wärmetauschern durch die Verbindung von Kupferrippen und Aluminiumrohren. Für poröse Untergründe sind hochviskose oder pastöse Kleber besser geeignet

1. V. Kompatibilität zwischen Fügeteilen und Klebstoffen

Eine Unverträglichkeit zwischen dem Fügeteil und dem Klebstoff führt zu einem Versagen der Klebeverbindung der geklebten Baugruppe. Dies gilt auch dann, wenn nur eine Komponente des Klebstoffs mit dem Fügeteil unverträglich ist. Beispiele hierfür sind: Korrosion von Metallteilen durch saure oder alkalische Klebstoffe; Weichmacher wandern aus flexiblen Kunststoffen in den Klebstoff und verursachen ein Versagen der Grenzflächenbindung; Im Klebstoff enthaltene Lösungsmittel oder flüchtige Substanzen können Kunststofffolien angreifen. Daher sind, wann immer möglich, detaillierte Eigenschaftsspezifikationen zusammen mit Klebstoffmustern zu liefern. Dies wird zweifellos sowohl Klebstoffherstellern als auch Technikern, die Klebeprozesse durchführen, zugute kommen.

1. VI. Lagerungsanforderungen für verklebte Baugruppen

Während den Betriebsbedingungen verklebter Baugruppen in der Regel ausreichend Aufmerksamkeit geschenkt wird, werden ihre Lagerbedingungen häufig übersehen. Die richtige Praxis besteht darin, bei der Auswahl des Klebstoffs die außergewöhnlichen extremen Temperaturen und Stoßbelastungen zu berücksichtigen, denen geklebte Baugruppen während des Transports und der Lagerung ausgesetzt sein können.

1. VII. Kosten

Bei der Gesamtbeurteilung des gesamten Klebeprozesses hat die Eignung der Eigenschaften eines Klebstoffs ein größeres Gewicht als seine Rohstoffkosten. Neben dem Stückpreis des Klebstoffs selbst müssen auch die Produktionseffizienz und andere damit verbundene Faktoren in den Auswahlprozess einbezogen werden. Die alleinige Auswahl des günstigsten Klebstoffs ohne Berücksichtigung der unten aufgeführten relevanten Kriterien führt nicht zwangsläufig zu günstigen wirtschaftlichen Vorteilen:

Gesamte Bindungseffizienz

Einfache Beschaffung der für die Anwendung und Verarbeitung erforderlichen Geräte

Durch den Klebevorgang verbrauchte Zykluszeit

Arbeitskosten für die Montage und Inspektion der Fügeteile

Abfallaufkommen im Vergleich zu alternativen Fügetechnologien

Im Allgemeinen sind schnell klebende Klebstoffe, die vereinfachte Klebeabläufe ermöglichen, auch bei einem etwas höheren Stückpreis kostengünstig, vorausgesetzt, sie machen komplexe Montagevorrichtungen oder Formen überflüssig.