Der beste Klebstoff für Verbundwerkstoffe?

Verbundwerkstoffe erfordern neue Methoden des Klebens oder Verbindens (über die traditionellen mechanischen und thermischen Methoden hinaus), um eine Optimierung von Design und Leistung zu ermöglichen. Glücklicherweise haben Fortschritte im Bereich der Strukturklebstoffe (wie Epoxidharze, Acrylate und Urethane) es den Konstrukteuren ermöglicht, Produkte zu entwickeln, die die Anforderungen an die strukturelle Festigkeit erfüllen, ohne dass mechanische Verbindungselemente, Nieten oder Schweißarbeiten erforderlich sind. Außerdem lassen sich diese Strukturklebstoffe gut mit verschiedenen Substraten wie Kunststoffen, Metallen und Verbundwerkstoffen verarbeiten, ohne dass die Leistungseigenschaften beeinträchtigt werden.

Sogar Kunststoffe mit niederenergetischer Oberfläche (LSE), wie thermoplastische Polyolefine (TPO), Polypropylen (PP) und Polyethylen (z. B. HDPE), die früher mechanisch oder durch Quellschweißen verbunden werden mussten, können jetzt mit speziellen Strukturklebstoffen verklebt werden.

Zum Verbinden von Verbundwerkstoffen oder gemischten Materialien können mechanische Befestigungen (wie Klammern, Schrauben usw.) für nahezu jede Oberfläche verwendet werden, aber sie erfordern zusätzliche Arbeitsschritte, um die notwendige Befestigung anzubringen. Dies kann Belastungen verursachen, die bei Kunststoffen sehr oft zu Rissen oder vorzeitigen Bruch führen. Auch das Bohren von Löchern in Verbundwerkstoffe führt zu einer geringeren Festigkeit, da Unregelmäßigkeiten in der Vliesmatrix und den Verstärkungsfasern entstehen. Alle mechanischen Befestigungsmethoden führen zu einem höheren Gewicht und oft zu einem schlechteren ästhetischen Oberflächenergebnis.

Hitze- und Reibschweißen ist eine gängige Alternative für bestimmte Verbundwerkstoffe. Diese Schweißtechniken sind jedoch energie- und werkzeugintensiv und können nur in begrenztem Umfang für bestimmte Geometrien und Substratkombinationen eingesetzt werden. Strukturklebstoffe können nicht nur starke Verbindungen herstellen, sondern auch die Gesamtkosten senken und gleichzeitig die Haltbarkeit der Produkte erhöhen; außerdem sind sie in der Regel leichter als mechanische Verbindungselemente. Die Haltbarkeit wird verbessert, da Klebstoffe die Spannung über die gesamte Klebefläche verteilen, während mechanische Verbindungselemente, Nieten und Punktschweißen eine Spannungskonzentration verursachen können, die zu Schwachstellen in den Substraten führt. Darüber hinaus bietet der Einsatz von Klebstoffen die Möglichkeit, die gesamte Klebestelle abzudichten und gleichzeitig eine hochfeste Verbindung zu schaffen. Ein weiterer wichtiger Aspekt und Vorteil des Klebens ist die einfache Kombination verschiedener Materialien im Vergleich zu herkömmlichen mechanischen Methoden. Strukturklebstoffe verhindern beispielsweise galvanische Korrosion zwischen unterschiedlichen Metallen. Und schließlich ermöglichen unsichtbare Klebeverbindungen im Vergleich zu mechanischen Verbindungselementen schöneres Design, effizientere Produktkonstruktionen ohne zusätzliche Nacharbeit. Daher könnte das Kleben die beste Option für die Verbindung der nächsten Generation von technischen Verbundwerkstoffen und Kunststoffen sein. 

Für das Zusammenfügen von Leichtbauwerkstoffen wurden zahlreiche Produkte entwickelt, darunter auch Klebstoffe von 3M, die sich hervorragend für das effiziente Füllen oder Fügen von Faserverbundwerkstoffen, Multimaterialsystemen und Niedrigenergie-Kunststoffen eignen.

Dazu gehören zum Beispiel:

• Polyurethane Strukturklebstoffe auf 1-K- und 2-K-Acryl- oder Epoxidharzbasis.
• Strukturelle Klebefilme für Verbundwerkstoffe sowie Hochleistungskunststoffe auf Epoxidharzbasis.
• Kern- und Kantenfüller mit geringer Dichte eignen sich zur Verstärkung von hochsteifen Wabenstrukturen, z. B. im Fahrzeug- oder Flugzeugbau.
• Acrylschaum-Klebebänder können als Ersatz für Nieten oder Klammern verwendet werden.

Ein Beispiel ist der 3M™ Scotch-Weld™ Urethan-Multimaterial-Klebstoff DP6330NS. Hierbei handelt es sich um eine grüne, nicht fließende 2K-Urethanklebstoffpaste zur Klebung zahlreicher Verbund- und Kunststoffe sowie von Metallen und Holz. Dieser flexible Klebstoff zeichnet sich durch gute Energieabsorptions- und Ermüdungseigenschaften aus und eignet sich zur dauerhaften Klebung von Verbundwerkstoffteilen und Baugruppen aus verschiedenen Materialien.

Verlassen Sie sich bei einem Duo-Pak Klebstoff (DP) auf die 3M Geräte zum Dosieren – Mischen – Auftragen in nur einem Arbeitsgang – für konstante und definierte Qualität. Unser 3M™ Scotch-Weld™ Urethan-Multimaterial-Klebstoff DP6330NS wurde speziell für Verbindungen von unterschiedlichen Materialien und Verbundwerkstoff-Baugruppen entwickelt und bietet hervorragende Festigkeit und Leistung. Dieser flexible Klebstoff zeichnet sich durch hervorragende Dehnfähigkeit und Spannungsdehnungseigenschaften aus und eignet sich zur dauerhaften Klebung von Verbundwerkstoffteilen und Baugruppen aus verschiedenen Materialien einschließlich Kunststoffen, Metallen und Holz. Bei einem Mischungsverhältnis von 1:1 hat dieser grüne Klebstoff eine Verarbeitungszeit von 30 Minuten und erreicht die Handhabungsfestigkeit in etwa 2 Stunden. Der Klebstoff zeichnet sich durch eine ausgezeichnete Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit sowie eine sehr gute Chemikalienbeständigkeit aus. Mögliche Anwendungsbereiche: Verklebung von Verbundwerkstoff- oder Kunststoffplatten mit Metallrahmen, Verklebung von Verbundwerkstoffen untereinander. 3M™ Scotch-Weld™ Urethan-Multimaterial-Klebstoff DP6330NS kann Nieten und Schrauben bei der Befestigung von Verbundwerkstoffen an anderen Substraten ersetzen und bietet eine ästhetischere, ermüdungsresistentere Verbindung. Er haftet auch gut auf den meisten Metallen, ohne erforderliches Primern.