Synthetische Klebstoffe haften gut auf einer Vielzahl von Substraten, lassen sich schnell auftragen, haben viele hervorragende Eigenschaften und können kostengünstig sein.
Zusätzlich zu allen anderen Aspekten der Klebstofftechnologie müssen folgende spezifische Konstruktionsregeln berücksichtigt werden:
Grundprinzipien und Regeln
Produkt- und Prozessgestaltung; Festigkeit von Werkstoffen; Konstruktionsprinzipien; Grundlagen der klebtechnischen Gestaltung.
Mechanisches Verhalten
Beanspruchungen; Fugengeometrien; Analyse; Fugendimensionen; Kriterien; Hybridverbindungen.
Leistung im Betrieb
Kriechen; Ermüdung; Stoß; thermische Eigenschaften; Feuchtigkeit; Chemie; Spannung; kombinierte Effekte; Lebensdauervorhersage.
Überlegungen zur Herstellung
Vorbehandlung; einfache Montage; Wertanalyse; Automatisierung; Kostenrechnung und Wirtschaftlichkeit; Qualitätssicherung; Robustheit oder Fehlersicherheit.
Warum werden Klebstoffe verwendet?
Letztendlich, um mehr Geld zu verdienen, indem man bessere Produkte anbietet.
Die genaue Kombination der Gründe ist von Fall zu Fall unterschiedlich, aber Vorteile sollten in den folgenden Bereichen gesucht werden:
Geringere Produktionskosten
Diese können sich ergeben aus:
Erhöhte Produktionsgeschwindigkeit
Im Vergleich zu anderen Fertigungsmethoden ist die Klebemontage grundsätzlich schnell. Selbst wenn eine Aushärtung erforderlich ist, kann diese oft "offline" erfolgen oder mit anderen Verarbeitungsschritten wie der Aushärtung von Lacken kombiniert werden.
Auswahl des Materials
Im Gegensatz zum Schweißen bietet das Kleben eine große Freiheit bei der Materialauswahl. Es ist möglich, Materialkombinationen zu mischen und aufeinander abzustimmen, um die Produktfunktion zu erfüllen und Produktionskosten in einer Weise zu sparen, die in der Vergangenheit nicht möglich war.
Traditionelle Werkstoffe können mit neuen Metalllegierungen, Kunststoffen, Verbundwerkstoffen und Keramiken kombiniert werden, um unverwechselbare Produktvorteile zu erzielen.
Die Ausschöpfung des gesamten Potenzials dieser neuen Freiheit ist vielleicht eine der größten Herausforderungen bei der Suche nach bedeutenden Marktchancen.
Einige Klebstoffe können auch sowohl als Klebe- als auch als Dichtungsmittel fungieren.
Materialmischverbindungen
Kleben ist oft die einzige Möglichkeit, um unterschiedliche Materialien zu verbinden.
Design für die Herstellung
Die Klebemontage bietet erhebliche Kosteneinsparungen, wenn die Materialkosten gesenkt und die Produktionsabläufe vereinfacht werden können. Es gibt zahlreiche Belege dafür, dass dies der Fall sein kann, wenn die Konstruktions- und Fertigungsfunktionen zusammenarbeiten, um das Produkt im Hinblick auf die Fertigung zu entwerfen oder umzugestalten.
Bei der Herstellung von Teilkomponenten können neue Wege beschritten werden, und Gussteile lassen sich mit Strangpressprofilen, Blechkomponenten und auf verschiedene andere Weise hergestellten Teilen kombinieren.
Bessere Produktionsabläufe
Herkömmliche Montageverfahren wie das Schweißen erzwingen ziemlich starre Abläufe während der Produktion und erfordern häufig eine Zwischenbearbeitung, um Verunreinigungen zu entfernen oder Verformungen zu korrigieren. Da Klebstoffe flexibler in den Produktionsablauf eingefügt werden können (z. B. nach der Endlackierung), ermöglichen sie neue Ansätze für die Produktionsplanung, das Werkstattlayout und den Arbeitsablauf. Engpässe können beseitigt, unnötige Arbeitsgänge eliminiert und die unfertige Arbeit reduziert werden.
Niedrige Kapitalinvestitionskosten
Viele Klebevorgänge erfordern einen manuellen Auftrag und die Verwendung von Klebstoffpaketen mit eingebauten Applikatoren. Selbst wenn ein mechanisierter oder automatisierter Auftrag bei hohen Stückzahlen gerechtfertigt ist, ist die Ausrüstung in der Regel leichter und kostengünstiger als beim Schweißen.
Niedrige Produktionskosten
Dies ist eine Quelle für erhebliche Verwirrung. Die Kosten „pro Tube“ einiger Klebstoffe können hoch sein, aber dies sollte nicht mit den Gesamtproduktionskosten oder den Kosten pro Produkt verwechselt werden. Kostenvergleiche sollten auf den Kosten des gesamten Fügeprozesses beruhen, einschließlich der Kosten für Anlagen, Vorbereitung und sonstige Vormontage, Produktion und Nachbesserung.
Solche Gesamtkostenschätzungen bieten eine Grundlage für genaue Vergleiche, und die Klebemontage kann oft erhebliche Vorteile bringen.
Überlegungen zur Montage
Wie Klebstoffe aufgetragen und ausgehärtet werden, hängt vor allem von folgenden Fragestellungen ab:
- Ist es möglich, den Herstellungsprozess zu ändern?
- Welchen Aushärtungsmechanismus hat der Klebstoff?
- Ist es möglich, den Klebstoff warm auszuhärten?
- Welche Zeitfaktoren müssen im Montageprozess berücksichtigt werden?
Der Klebstoff kann entweder durch ein automatisiertes Robotersystem, ein Großdispensersystem oder eine tragbare Handdispenserkartusche aufgetragen werden, wodurch das System mobil ist. Klebstoffe können sogar von Hand mit einem Spachtel aufgetragen werden. Welche Auftragsmethode gewählt wird, hängt von der Menge des verwendeten Klebstoffs ab. Bei den zweikomponentigen Epoxiden und Polyurethanen ist das Mischen und Dosieren genau der richtigen Menge der Komponenten für eine optimale Leistung des Klebstoffs entscheidend. Es gibt Geräte, die sowohl eine exakte Dosierung und vollständige Durchmischung als auch eine Dosierung in genau der richtigen Position für die Herstellung des Produkts gewährleisten können. Bei der Heißhärtung von einkomponentigen Pasten oder Filmklebstoffen können Platten, Autoklaven und Vakuumpressen erforderlich sein.