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24.09.2018 | Verbindungstechnik | Nachricht | Onlineartikel

Klebebänder und strukturelles Kleben – das Beste aus zwei Welten

Autor:
Dr. Hubert Pelc

Beim strukturellen Kleben mit hierfür speziellen Klebebändern werden die Substrate dauerhaft für extreme Belastungen miteinander verbunden. Deren Aktivierung erfolgt erst durch eine chemische Reaktion. Doch für welche Applikationen eignen sich diese Klebefilme und was ist dabei zu beachten?


Die Anforderungen der Industrie an High-Tech-Verbindungssystemen steigen. Nicht zuletzt deshalb zählt das Kleben zu einem der zukunftsträchtigsten Themen in vielen Bereichen der Industrie. Denn wenn es beispielsweise um Leistungsfähigkeit, Sicherheit, Wirtschaftlichkeit, Design und Prozessoptimierung gefügter Komponenten geht, ist die Klebtechnik die optimale Lösung. Doch wann wählt man welche Klebtechnik? Klebebänder oder strukturelles Kleben? Oder gibt es sogar eine Vereinigung dieser beiden Welten? Laut Aussage von Lohmann heißt die Antwort: Ja. Die Firma stellt eine innovative Lösung vor, die das Beste aus der Welt der Klebebänder mit den Vorteilen des strukturellen Klebens verbinden soll.

Was Klebebänder leisten

Klebebänder liegen als fertige Klebstoffe (physikalisch abbindende Klebstoffe) in hochviskoser Form vor und haften durch den Andruck auf Oberflächen. Bekannt sind sie unter ihrer englischen Bezeichnung: „Pressure Sensitive Adhesive Tapes“ (kurz PSA). Klebebänder sind bei Raumtemperatur permanent haftend. Das heißt, im Unterschied zum strukturellen Kleben müssen sie nicht aktiviert werden. Dabei wird zwischen einseitig oder doppelseitig klebenden Systemen unterschieden.

High-Tech-Klebebänder erfüllen für die unterschiedlichsten Industrien vielfältige Aufgaben. Sie können beispielsweise Abdecken, Abdichten, Befestigen, Leiten, Schützen, Verschließen und vieles mehr. Ihre Vorteile sind zahlreich. So ist eine „unsichtbare“ Montage zum Beispiel ohne Schrauben oder Nieten möglich. Sie sind schnell, sicher und ohne große Vorarbeiten zu applizieren und bieten darüber hinaus einen ökonomischen Vorteil, da sie sich sowohl manuell als auch automatisiert verarbeiten lassen. Damit eignen sie sich sowohl für die Einzel- als auch für die Serienfertigung. Vor allem in automatisierten Prozessen können sie im Sekundentakt eingesetzt werden und haben ihre Zuverlässigkeit dort bereits vielfach unter Beweis gestellt. Sie passen sich zudem den unterschiedlichsten Oberflächen an. So kompensieren Schaumstoff-Klebebänder Spannungsunterschiede zwischen unterschiedlichen Leichtbaumaterialien wie zum Beispiel Aluminium und Verbundwerkstoffen. Sie folgen dabei dem Trend zum Leichtbau mit modernen Werkstoffen, verbessern den Prozess und senken den Kostendruck.                 

Für die individuellen Kundenansprüche stehen Hochleistungsklebebänder in den verschiedensten Formaten bereit. Hochleistungsklebebänder bieten große Designfreiheit und können mit zahlreichen Zusatzeigenschaften ausgerüstet werden, wie beispielsweise elektrisch leitend, dichtend, isolierend oder anti-statisch. Anwendungsbereiche sind unter anderem die Konsumgüterindustrie, die Elektronik, die mobile Kommunikation, der Automobilsektor, graphische- und medizinische Bereich oder die Bauindustrie.                       

Alles hat Grenzen – auch Klebebänder

Neben den Vorteilen sind Klebebändern jedoch auch Grenzen gesetzt. Wie gut und lange ein Klebeband haftet, hängt von vielen Faktoren  ab, zu denen unter anderem auch die Hitzebelastung gehört. Von der Lagerung in warmen Räumlichkeiten bis zur direkten Sonneneinstrahlung gibt es verschiedene Risiken, dass das Klebeband an Klebkraft verliert. Was durch Hitze zum Problem wird, gilt ebenso für Kälteeinwirkung. Am besten schneiden hier Acrylatklebebänder ab.

Die viskoelastischen  Eigenschaften der Klebebänder bringen auch Nachteile mit sich. So sind bei höheren Temperaturen (ab 70 °C) Adhäsion und Kohäsion der Klebmasse begrenzt. Unter permanenter statischer oder hoher dynamischer Belastung (zum Beispiel Vibration und Torsion) neigen Klebebänder zum „Kriechen“. Das heißt, der Grad der erlaubten viskoelastischen Verformung wird überschritten, und es erfolgt ein Adhäsions- oder Kohäsionsverlust. Die Folge: Die Klebverbindung versagt und es folgt ein Adhäsions- oder Kohäsionsbruch.

Das strukturelle Kleben

Beim strukturellen Kleben (chemisch härtende Klebstoffe) werden die Substrate dauerhaft für extreme Belastungen miteinander verbunden. Im Gegensatz zu den Haftklebebändern erfolgt deren Aktivierung erst durch eine chemische Reaktion (meist durch Wärme oder Druck). Strukturelle Klebstoffe ermöglichen die Absorption hoher Kräfte, halten große Hitze aus, erfüllen höchste sicherheitsrelevante Anforderungen und kleben dauerhaft stabil. Daher werden sie bei hochfesten Konstruktionen, welche üblicherweise verschweißt, geschraubt oder durch Flüssigklebstoff verbunden werden, eingesetzt. Weitere Vorteile: Sie ermöglichen ein gewichtssparendes und materialschonendes Verbinden. Verwendung findet das strukturelle Kleben deshalb vor allem im Fahrzeug- und Konstruktionsbau, bei Fertigelementen sowie anderen technischen Konstruktionen.

Leistungseigenschaften wie ein struktureller Klebstoff

Die Lohmann Structural Bonding Films (SBF) der Produktreihe DuploTEC SBF zeigen nach Herstellerangaben Leistungseigenschaften wie ein struktureller Klebstoff und böten die erwähnten Vorteile eines Klebebandes. Dazu gehören unter anderem eine schnelle, einfache und prozesssichere Handhabung. Sie seien sofort einsetzbar, womit Prozesswartezeiten entfielen. Darüber hinaus entsprächen die SBF-Klebefilme den hohen sicherheits- und umweltrelevanten Anforderungen der modernen Industrie. Innerhalb der DuploTEC SBF-Reihe unterscheidet Lohmann zwischen drei verschiedenen Technologien, die als „Topaz“, „Onyx“ und „Amber“ bezeichnet werden. Alle Klebefilme dieser Reihe werden durch Wärme aktiviert, unterscheiden sich jedoch – je nach Anforderung – in ihrer Performance.

Die Hintergründe zu diesem Inhalt

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Verpackungssysteme

Quelle:
Materialflusssysteme

01.02.2017 | Forschung und Entwicklung | Ausgabe 1-2/2017

Wärme steigert Haftfestigkeit von Klebebändern

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