Kleben als Fügeverfahren in der Fertigung | manugoo #ProduktdesignWiki

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Kleber ist ein nicht metallisches Verbindungsmittel, die Verbindung zwischen zwei Werkstoffen findet durch Adhäsion und Kohäsion statt. Dabei ist es möglich verschiedene Materialsorten miteinander zu verbinden, wie beispielsweise das Ankleben von Zierleisten an Autotüren (Kunststoff mit Stahl).

 

Im Gegensatz zum Schweißen bleiben beim Kleben beide Materialstücke und ihre Grenzen klar definiert, da der Kleber sie zwar äußerlich mit einander verbindet, aber nicht für eine Vermischung von Material sorgt.

Theoretisch ist damit auch der Kleber wieder entfernbar, aber so manche Klebeverbindung ist stabiler als das verklebte Material, ein Entfernungsversuch kann unter Umständen so zur Zerstörung des Bauteils führen.

Kleberarten

In der Industrie sind viele verschiedene Klebetechniken gebräuchlich, die je nach Material und Belastung von der Montagekomplexität stark variieren. Ein-Komponenten-Kleber sind dabei die einfachsten von der Handhabung und werden in vielen Bereichen eingesetzt. Das Kleben von Silikon dagegen gehört beispielsweise zu den komplexesten Klebeverfahren überhaupt, dabei müssen die zu verklebenden Silikonoberflächen bis zu 17 mal gereinigt werden um überhaupt eine Verbindbarkeit zu erreichen.

Man unterscheidet in der Industrie auch zwischen flexiblen Klebern für weiche Materialien wie Stoffe und Leder und festen Klebern für feste Materialien wie Metalle oder Kunststoffe.

 

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Designrichtlinien

Die Stabilität der verklebten Bauteile ist in hohem Maße von der Größe der beklebten Flächen abhängig.

Auf Stoß zu verkleben ist somit von der Belastung aus betrachtet nachteilig gegenüber einer flächigen Auftragung des Klebers.

Als weitere Design-Richtlinie betreffend mechanische Belastungen sind Schälkräfte unbedingt zu vermeiden  (Diese treten auf, wenn an einem Ende zwei rechtwinklig zu einander stehende Kräfte an den Materialien ziehen), da die Spannungen im Kleber sich auf ein zu kleines Gebiet konzentrieren und zum Aufreißen der Verbindung führen werden. (Siehe Darstellung rechts)

Am günstigsten für Klebeverbindungen sind Zugkräfte die längs zum Materialdurchschnitt laufen.

Ähnlich günstig sind außerdem noch Zugkräfte die senkrecht und zentral auf dem Material und der Klebeverbindung stehen. Bei beiden werden die Belastungen auf eine große Oberfläche verteilt, so dass der Kleber diese gut aufnehmen kann. Generell gilt es Spannungskonzentrationen zu vermeiden, da der Kleber diese nur schlecht überträgt und ein Versagen der Verbindung die Folge wäre.