Verbindungs- und Befestigungslösungen

Konstrukteure und Ingenieure stehen täglich vor der Herausforderung, Produktdesigns und Herstellungsverfahren zu verbessern. Bei Verbindungen von unterschiedlichen Materialien im Produktdesign ermöglichen 3M Klebebänder und Klebstoffe verbesserte Ästhetik, leichtgewichtigere Konstruktionen und erhöhen die Qualität des Endprodukts. Auch in der Produktfertigung eröffnen Klebstoffe und Klebebänder kreative, effiziente und effektive Möglichkeiten. 3M Klebstoffe und Klebebänder können für zahlreiche Zwecke und Materialien eingesetzt werden. Wir helfen Ihnen gern, die für Ihren Montageprozess richtige Lösung zu finden.

Zwei zusammenzufügende Metallteile, die mit flüssigem Klebstoff versehen sind.

Entdecken Sie neue Möglichkeiten, um Materialien zu verbinden

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Klebstoffe und Klebebänder für die Industriemontage

Für die Erhöhung der Möglichkeiten von Produktentwicklungen, Design und Herstellung bieten 3M Klebstoffe und Klebebänder einzigartige Vorteile im Vergleich zum Schweißen und mechanischen Befestigen.

Konventionelles Verbinden im Vergleich zum Kleben
- Schweißen ist der Industriestandard für schwere Bauteile, erfordert jedoch Fachwissen und funktioniert möglicherweise nicht, wenn die Materialien unterschiedlich sind (z. B. Aluminium zu Stahl). Schrauben ermöglichen eine präzise Drehmomentsteuerung und sind wieder entfernbar, erfordern aber, dass Löcher gebohrt werden müssen, die das Material beschädigen. Als Verbindungsmittel werden häufig Schrauben verwendet. Sie halten aber nicht immer großen Belastungen stand und sind anfällig für Korrosion. Nieten sind eine weitere Option, erfordern jedoch den Zugang von beiden Seiten, um die Montage abzuschließen. Sie eignen sich am besten für ähnliche Substrate. Löten wird oft im Zusammenhang mit elektrischer Leitfähigkeit verwendet, bildet jedoch im Allgemeinen eine schwache mechanische Verbindung.
- Demgegenüber können Klebstoffe und Klebebänder als Alternative zu den herkömmlichen Methoden mehrere Vorteile bieten. Flüssige, fließfähige Klebstoffe beispielsweise können sich der Form der Oberfläche anpassen und Zwischenräume ausfüllen. Sie stellen typischerweise starke Verbindungen her. Klebebänder weisen eine gleichmäßige Dicke und Verbindungsschicht auf. Sie erleichtern die Montage durch sofortige Handfestigkeit. Klebstoffe und Klebebänder werden in unterschiedlichen Formaten angeboten und bieten Design- und Produktionsflexibilität. Nebst dem Format werden Klebebänder und Klebstoffe mit unterschiedlichen Klebstofftypen angeboten, um die Anforderungen der Oberflächenbeschaffenheit und des Designs zu erfüllen.
- Industrieklebstoffe bieten entscheidende Vorteile gegenüber mechanischen Verbindungstechniken:
  
  Ausschluss von Bohren und Löchern, um Arbeitskosten und Spannungskonzentration zu reduzieren
  
  Verwendung von dünneren, leichteren Materialien zur Reduktion von Produktgewicht und Energieverbrauch
  
  Gleichmäßige Belastungsverteilung für eine optimierte Verbindung
  
  Verbinden unterschiedlicher Materialien ermöglicht neue Designs und vermeidet Korrosion
  
  Verbinden und Dichten in einem für die Einsparung von Prozessschritten
  
  Weniger Vibrationen im Endprodukt für eine erhöhte Kundenzufriedenheit

Faktoren, die bei Klebstoff- und Klebeband-Verbindungen zu berücksichtigen sind

Für eine gute Klebeverbindung muss der Klebstoff einen hohen Kontakt mit der Oberfläche beider Materialien aufweisen. Für die richtige Klebstoffwahl muss die Oberflächenenergie und die Sauberkeit des Materials berücksichtigt werden. Zusätzlich muss der Klebstoff eine ausreichende Kohäsionsfestigkeit aufweisen, um die Anforderungen der Anwendung zu erfüllen. Bereits bei der Auswahl der Materialien für Ihr Design können Sie in Zusammenarbeit mit 3M den besten Klebstoff für Ihre Anwendung festlegen.

Oberflächenenergie, Benetzung und Adhäsion

Die Oberflächenenergie ist eine physikalische Eigenschaft der Oberfläche eines Materials, die entscheidend dafür ist, wie gut ein Klebstoff auf ihr haftet. Auf einem Material mit hoher Oberflächenenergie verläuft eine Flüssigkeit und „benetzt“ die Oberfläche, auf einem Material mit geringer Oberflächenenergie bleibt die Flüssigkeit auf der Oberfläche „stehen“ und bildet Perlen. Eine gute Benetzung ist Voraussetzung dafür, dass der Klebstoff eine hohe Adhäsion zur Oberfläche erreicht.

Für die Auswahl des richtigen Klebstoffs ist es wichtig, die Oberflächenenergien aller verwendeten Materialien zu kennen und zu wissen, wie gut der Klebstoff jedes Substrat benetzen kann. Die Sauberkeit der Oberfläche ist auch ein Faktor dafür, wie gut ein Klebstoff den Untergrund benetzt: Einige Klebstoffe erfordern ein hohes Maß an Reinheit des Untergrunds, während andere weniger kritisch sind.

Kohäsionsfestigkeit

Unter Kohäsionsfestigkeit versteht man die Festigkeit innerhalb eines Klebstoffs, seine Fähigkeit, unter Spannung zusammenzuhalten. Je höher die Kohäsionsfestigkeit, desto stärker der Klebstoff. Es ist wichtig, die besonderen Belastungen zu berücksichtigen, die auf eine Klebeverbindung wirken. Typische Belastungsarten sind Scher- und Spaltbruch, Schäl- und Zugspannungen.

Die Kohäsionsfestigkeit wird durch die chemische Zusammensetzung des Klebstoffs bestimmt. Die Klebkraft von Klebstoffen deckt einen breiten Bereich ab, von den andruckempfindlichen bis hin zu den Epoxid- und Acrylat-Konstruktionsklebstoffen. Wenn bekannt ist, in welcher Häufigkeit bestimmte Spannungen in der Anwendung auftreten, lässt sich anhand dieser Daten der Klebstoff mit der idealen Kohäsionsfestigkeit für die Aufgabe bestimmen.

Material- und Oberflächentypen

3M unterstützt Sie bei der Konzeption mit einer großen Auswahl an Klebstoffen und Klebebändern für verschiedene zu verarbeitende Werkstoffe.

Metall

Metalle, insbesondere gebräuchliche wie Stahl oder Aluminium, sind robust, langlebig, leicht zu bearbeiten, kostengünstig und in der Industrie weit verbreitet. Sie besitzen hohe Oberflächenenergien und sind bei entsprechender Oberflächenvorbereitung in der Regel gut zu verkleben. Gerade beim Kleben von Metall haben Klebstoffe zahlreiche Zusatzvorteile, wie zum Beispiel die Funktion als Füll- oder Dämmstoff.
Konventionelle Werkstoffe

Hierzu gehören Substrate wie Glas, Keramik und Beton sowie natürliche Werkstoffe wie Holz, Textilien, Leder und Stein. Diese Materialien mit mittleren Oberflächenenergien lassen sich verhältnismäßig leicht kleben, wobei aber sowohl die Vorbereitung als auch die Sauberkeit der Oberfläche beachtet werden muss. 3M verfügt über Klebstoffe, die speziell zum Verkleben dieser Materialien entwickelt wurden.
Technische Kunststoffe

Hierbei handelt es sich im Allgemeinen um stabile, harte Kunststoffe, die höhere Temperaturen vertragen und meist entsprechend mehr kosten. Beispiele sind Polycarbonat, ABS, Urethanschaum, zahlreiche Verbundwerkstoffe und die meisten Lacke und Farben. Sie sind nicht allzu schwierig zu verkleben, durchlaufen aber nicht selten zahlreiche Verarbeitungsschritte, in denen beispielsweise Formtrennmittel eingesetzt werden, die sich als problematisch erweisen können.
Kunststoffe mit niedriger Oberflächenenergie (LSE)

Kunststoffe mit niedriger Oberflächenenergie (LSE-Kunststoffe) sind beständig gegen Benetzung, wodurch der Auswahl des geeigneten Klebstoffs nochmals eine besondere Bedeutung zukommt. Beispiele sind Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol und viele Pulverlackbeschichtungen. 3M hat spezielle Klebstoffe für diese Kunststoffe entwickelt.

Einsatzgebiete und Anwendungen

Bei der Entscheidung, welcher Klebstoff am besten geeignet ist, sollte die Art der Montage berücksichtigt werden. Die sechs unten gezeigten Einsatzgebiete beziehen sich auf unterschiedliche Konstruktionen, die häufig Hinweise für die beste Lösung liefern.

Überlegungen zu Herstellung und Design

Eine der schnellsten Methoden, um die optimale Lösung für Klebstoffe oder Klebebänder zu finden, besteht darin, zu prüfen, wie Ihr Produkt hergestellt und verwendet wird. Zum Beispiel: Wird manuell oder automatisiert gefertigt? Wie viel Platz ist vorhanden? Wie hoch ist die Temperaturbelastung im Gebrauch? Gibt es Industriespezifikationen, die Ihr Produkt erfüllen muss?

Klebeprozess

Hier sind einige wichtige Fragen zu Ihrem Fertigungsprozess zu berücksichtigen. Wie ist Ihr aktueller Fertigungs- und Herstellungsprozess? Muss sich die Klebstofflösung Ihrem aktuellen Prozess anpassen oder dürfen Prozesse und Auftragsgeräte geändert werden? Wie schnell werden die zu produzierenden Teile durch den Fertigungsprozess bewegt? Muss die Verbindung repositioniert werden? Welche Auflagen in Bezug auf Umwelt, Gesundheit, Sicherheit und gesetzliche Vorschriften sind zu erfüllen? Jede der Antworten hierauf kann die Klebstoffauswahl beeinflussen.
Endnutzung

Wie hoch ist der Anspruch an die Leistung Ihres Endprodukts? Wie und wo kommt Ihr fertiges Produkt zum Einsatz? Handelt es sich um ein Endprodukt oder um eine Teilmontage, die an einen weiteren Hersteller geht? Wird es rauen Bedingungen mit Belastung durch Temperatur, UV, Vibrationen, Erschütterungen, Feuchtigkeit oder Regen ausgesetzt? Gilt es Fachspezifikationen aus den Bereichen Militär, EN, FDA, UL, ASTM, Bauindustrie, Schifffahrt oder andere Spezifikationsanforderungen zu erfüllen? All das sind wichtige Überlegungen für Ihre endgültige Wahl.

Informationsquellen für die Materialverklebung

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