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02.02.2015 | Fertigungstechnik | Im Fokus | Onlineartikel

Kleben im Leichtbau – der Mix macht’s schwer

Autor:
Rainer Dettmar
 

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Der Materialmix stellt die Kfz-Fertigung vor Füge-Probleme. Neue epoxidharzbasierte Rohbauklebstoffe können diese lösen. UHM- und 2K-PU-Klebstoffe helfen in der Montage, besondere 2K-Epoxidharz-Klebstoffe bei der Reparatur.

Leichtbau – das ist vor allem ein intelligenter Materialmix mit dem richtigen Werkstoff an der richtigen Stelle. Im automobilen Leichtbau werden vor allem Faserverbundwerkstoffe, Aluminium und Magnesium, aber auch höher- und höchstfeste Stähle kombiniert. Mit dem zunehmenden Materialmix steht deshalb das Kleben als Fügeverfahren immer höher im Kurs. Denn es ermöglicht das spannungsarme Verbinden verschiedenartiger Werkstoffe und kann unterschiedliche thermische Ausdehnungen tolerieren.
Wird etwa CFK im Rohbau eingesetzt, geschieht das in der Regel im Mischbau mit metallischen Werkstoffen. Doch diese besitzen eine deutlich höhere thermische Ausdehnung. So kommt es beim Verbinden der Fügeteile zu Spannungen, die im ungünstigsten Fall zu Deformationen oder zum Bauteilversagen führen.

Bestmöglicher Kompromiss für den Rohbau

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Eine neue Generation von epoxidharzbasierten Rohbauklebstoffe, die dies verhindert, beschreibt jetzt Dr.-Ing. Benjamin Kraemer in der Zeitschrift „adhäsion“: „Diese sogenannten MBX (Mixed Bonding eXellence) Klebstoffe bilden den bestmöglichen Kompromiss aus Crashfestigkeit und Steifigkeit auf der einen Seite und Flexibilität und Zähigkeit auf der anderen“, so der Autor, der als Technical Marketing Manager Structural Bonding bei Sika Automotive in Hamburg arbeitet. Damit ließen sich auch für Mischverbindungen sichere und langzeitbeständige Klebungen gewährleisten.
In der Verbindungstechnik geht der Trend laut Kraemer zum „kalten Rohbau“, der Rohbauöfen zum Härten des Klebstoffs überflüssig macht. Fügeoperationen werden in die Montage verlagert, wodurch sich auch die Anforderungen an die Klebstoffe ändern: Sie müssen nun bei Raumtemperatur härten, möglichst kurze Zykluszeiten ermöglichen und ohne mechanische Fixierung auskommen. Vor allem für Faserverbundwerkstoffe ist im Vergleich zu herkömmlichen steifen Verbindungen eine deutlich höhere Dehnung in Verbindung mit einer niedrigeren Festigkeit nötig, um die Verformungsenergie im Klebstoff absorbieren zu können.

UHM-Klebstoffe mit Boostertechnologie

Nach Erkenntnissen von Sika lassen sich semi-strukturelle Klebungen verschiedenartiger Werkstoffe in der Montage mit einkomponentigen, feuchtigkeitshärtenden Polyurethanklebstoffen (UHM-Klebstoffe) realisieren. Diese können durch Booster beschleunigt werden, um eine schnelle Anfangsfestigkeit für die Weiterverarbeitung herzustellen. Boostersysteme zeigen laut Krämer „deutlich höhere Dosiertoleranzen als zweikomponentige Polyurethanklebstoffe (2K-PU), mit denen ähnliche Eigenschaften wie mit der UHM-Technologie erzielt werden können.“ Dafür decken 2K-PU-Klebstoffe in der Regel ein deutlich breiteres Haftungsspektrum ab und ermöglichen sowohl flexible niedermodulige Verbindungen als auch hochstrukturelle Klebungen.
Auch für Reparaturanforderungen wurden neue Produkte entwickelt: zähmodifizierte 2K-Epoxidharz-Klebstoffe, die bei Raumtemperatur härten. „Besonders die Crashfestigkeiten bewegen sich auf einem für 2K-Klebstoffe außergewöhnlich hohen Level“, so Krämer.

Die Hintergründe zu diesem Inhalt

01.10.2014 | Anwendungen | Ausgabe 10/2014

Von der Materialherstellung bis zur Reparatur

01.09.2014 | Kleb- und Dichtstoffe | Ausgabe 9/2014

Composites strukturell kleben

01.07.2013 | Thema Des Monats | Ausgabe 7-8/2013

Schnellhärtend und ultra-hochmodulig

 

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