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Für eine Dimensionierung flexibler Klebverbindungen sind mehr und andere Kenndaten als die im Kurzeitversuch ermittelte Klebfestigkeiten notwendig. Das wirkt abschreckend, da ein beträchtlicher Aufwand notwendig ist. Jedoch zeigt ein Blick auf andere Bereiche, zum Beispiel auf Berechnungsverfahren für Bauteilen aus Stahl, daß auch hier nicht mehr mit Ergebnissen des Zugversuches dimensioniert wird. Nur dank aufwendigerer Verfahren, beispielweise der Benutzung von Smith-Diagrammen, ist hier das exakte Dimensionieren möglich.
Da mit wachsender Verwendung von Kunststoffen für konstruktive Anwendungen deren Klebbarkeit immer größere Bedeutung erhält und Vorbehandlungen mit umweltbelastenden Verfahren nur mit Vorbehalt eigesetzt werden können, dürften umweltfreundliche Verbehandlungen, wie die Vorbehandlung im Niederdruckplasma, im Folgenden kurz NDP-Vorbehandlung genannt, eine steigende Bedeutung erlangen. Die Umweltfreundlichkeit des Verfahrens ist darin begründet, dass keine verbrauchten Beizbäder anfallen, die mit hohem Aufwand beseitigt werden müssen, und dass der Prozess in einem geschlossenem System abläuft und somit ein unkontrolliertes Entweichen von Schadstoffen nicht möglich ist. Bei der Ndp-Behandlung gegebenenfalls entstehende Schadstoffe fallen nur in sehr geringem Umfang an und können leicht abgefangen und nachbehandelt werden. Da die verwendeten Gase nicht giftig sind, geht von ihnen keine Gefährdung aus.
Am 12. und 13. Juni 1986 fand in Konstanz das Symposium Haftung von Verbundwerkstoffen und Werkstoffverbunden statt. Die Veranstaltung wird in vierjährigem Turnus von der Deutschen Gesellschaft für Metallkunde (DGM) in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für angewandte Materialforschung (IFAM) in Bremen ausgerichtet. Als interdisziplinäres Thema stand die Haftung zwischen unterschiedlichen Stoffen auf dem Programm. In 18 Referaten sind Erkenntnisse und Probleme aus unterschiedlichen Arbeitsbereichen vorgetragen worden. Insgesamt nahmen etwas 100 Fachleute aus dem In- und Ausland teil.
Viele Kunststoffe besitzen nur schlechte Adhäsionseigenschaften. So lassen sich viele technisch wichtige Kunststoffe adhäsiv nur dann zufriedenstellend mit Adhäsionsklebstoffen kleben, wenn die Kunststoffteile vorbehandelt worden sind. Versuche mit einer Niederdruckplasmabehandlung führten zu brauchbaren Ergebnissen.
Einige Kunststoffe wie die Massenkunststoffe Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) aber auch Polyoximethylen (POM) und Polytetrafluorethylen (PTFE) weisen eine schlechte Klebeignung auf. Werden diese Werkstoffe ohne Vorbehandlung geklebt, so können nur geringe Klebfestigkeiten erzielt werden. Aber auch bei der Herstellung von Bauteilen aus gut klebbaren Kunststoffen, wie z.B. ABS, kann eine Oberfläche entstehen, die die Klebbarkeit beeinträchtigt. Dies kann beispielsweise durch anhaftende Formtrennmittel geschehen. Auch in diesen Fällen wird beim Kleben ohne Vorbehandlung nicht die maximal mögliche Klebfestigkeit erreicht. In den aufgeführten Fällen kann jedoch durch eine geeignete Klebflächenbehandlung, in Verbindung mit einem entsprechenden Klebstoff, die Festigkeit so gesteigert werden, dass bei einer Prüfung die Verbindung im Kunststoffteil versagt.
Die Prüfung von Klebverbindungen erfolgt häufig im Zugscherversuch. Bei der Anwendung dieser Prüfmethode bei Polymer-Metall-Klebverbindungen tritt oft ein Bruch im Polymerteil auf. Dadurch wird die Aussagefähigkeit des Zugscherversuchs stark eingeschränkt. Das gilt vor allem für die Optimierung der Oberflächenvorbehandlung von Polymerteilen. Der vorliegende Beitrag untersucht die Beanspruchungsparameter von Polymer-Metall-klebverbindungen im Zugscherversuch und leitet daraus Forderungen an geeignete Prüfanordnungen ab.
Kleben im Kraftfahrzeugbau
(1987)
