Charakterisierung von Klebstoffen

Die Expertinnen und Experten des Fraunhofer IFAM unterstützen den industriellen Anwender bei der Entwicklung eines geklebten Produkts ganzheitlich, d. h. von der Klebstoffauswahl über die Auslegung der Klebverbindung bis hin zur Integration von Klebprozessen in die Fertigung.

Dies beinhaltet eine eingehende Charakterisierung von Klebstoffen. Diese erfolgt mittels thermoanalytischer Verfahren und anwendungsnaher Versuche. Ziel ist es, belastbare Aussagen für die Eignung der ausgehärteten Klebstoffe in der späteren Anwendung auf Basis der relevanten Werkstoffkenngrößen zu erlangen. Hierzu erforderlich sind Versuche zur gezielten beschleunigten Klebstoffalterung durch Klimawechseltests oder Medienauslagerung. In gleicher Weise sind die Verarbeitungseigenschaften von Klebstoffen in der industriellen Fertigung, beim Dosieren und Applizieren zu berücksichtigen.

Hier erhalten Sie einen Eindruck der Aspekte und – auch digitale – Verfahren, die wir bei der Charakterisierung von Klebstoffen und Klebverbindungen berücksichtigen. Gerne beraten wir Sie zu Ihrer individuellen Fragestellung.

• Klebstoffauswahl und –qualifizierung
• Thermische Analyse und Rheologie
• Analyse und Charakterisierung für die Schadensanalytik
• Klebstoffalterung

Klebstoffauswahl und -qualifizierung

Das Auffinden eines geeigneten Klebstoffs stellt aufgrund der Vielfalt der Werkstoffe und der aus der kundenspezifischen Anwendung resultierenden Anforderungen eine weitreichende Aufgabe dar. Neben der mechanischen Lastübertragung kommen weitere Anforderungen, z. B. mediale Belastungen, Dichtheit, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit oder Dämpfung, hinzu. Hierbei ist jeweils eine ganzheitliche Betrachtung des Gesamtprozesses – von der Auslegung über die Oberflächenvorbehandlung bis zur Integration in die betreffende Fertigung – durchzuführen.

Die Expertinnen und Experten des Fraunhofer IFAM unterstützen den Kunden bei dieser Aufgabe absolut neutral und unabhängig vom Klebstoffhersteller. Diese Unterstützung ist konkret und besteht nicht nur in einer neutralen Marktübersicht in der Auswahlphase. Sie schließt, wenn der Kunde es wünscht, darüber hinaus die zielgerichtete Qualifizierung der vorgeschlagenen Klebstoffe mittels thermomechanischer Analyse sowie mechanischen Prüfungen ein. Das Fraunhofer IFAM kann dabei auf alle gängigen Prüfverfahren, Methoden zu Oberflächenmodifikation und auf sehr viele spezielle Methoden zurückgreifen. Dabei wird die zu lösende Fragestellung in die Hände eines interagierenden Teams erfahrener Spezialistinnen und Spezialisten gelegt und durch die Erfahrung aus tausenden Projekten in der Regel eine passende, sichere, individuelle und herstellerunabhängige Lösung gefunden.

Thermische Analyse und Rheologie

Die Analyse von Klebstoffen und den mit ihnen hergestellten Klebverbindungen ist von großer Bedeutung in der Entwicklung neuer Klebverbindungen und im Aufbau von spezifischen Dosierprozessen und Applikationsprozessen, aber auch in der Qualitätssicherung und Schadensanalytik.

Für die jeweilige Produktneuentwicklung bietet das Fraunhofer IFAM dem Kunden in der Phase der Auswahl geeigneter Klebstoffe oder Vergussmassen durch die thermische Analyse und die Rheologie die Ermittlung von Materialdaten an, die weit über die Angaben in den Datenblättern der Materialhersteller hinausgehen und so einen objektiven Vergleich der Produkte ermöglichen. Im Kontext der Qualifizierung von Klebstoffen für eine spezifische Anwendung können die aufgeführten Analyseverfahren somit helfen, die Anzahl nötiger Bauteilprototypen im Vorfeld einer Produktneuentwicklung stark einzugrenzen.

Entscheidend für die Qualität des Endprodukts ist dabei die fachgerechte Auswahl der Analysemethoden und eine problemspezifische Interpretation der Analysedaten durch die Expertinnen und Experten des Fraunhofer IFAM.

Analyse und Charakterisierung für die Schadensanalytik

Die Analyse und Charakterisierung ist für die Qualifizierung von Klebstoffen für bestimmte Prozesse ebenso essenziell wie für die Schadensanalytik. Um für die jeweilige Fragestellung relevante Antworten geben zu können, ist zunächst die Auswahl und Durchführung der richtigen Methoden von grundlegender Bedeutung. Auf Basis der ermittelten Daten ist es anschließend genauso wichtig, die Analysedaten sinnvoll zu verknüpfen. Die Forschenden am Fraunhofer IFAM werten sie zusätzlich mithilfe ihres umfangreichen Know-hows zu Klebstoffen, Reaktivpolymeren und deren Anwendungen aus.

Klebstoffalterung

Um die Gebrauchssicherheit einer Klebverbindung zu gewährleisten, müssen die Anforderungen hinsichtlich der geforderten Beständigkeit der Klebung ermittelt werden. Hierbei ist sowohl die Art als auch das Ausmaß der Beanspruchung festzulegen. Treffen hohe Beanspruchungen und umfangreiche Anforderungen an die Gebrauchssicherheit der Klebverbindung aufeinander, empfiehlt sich eine Alterungsprognose mithilfe einer beschleunigten Alterung.

Das Fraunhofer IFAM bietet neben den unten aufgeführten standardisierten Normverfahren auch die Entwicklung und Durchführung von individuellen anforderungsspezifischen Alterungsverfahren an. Hier kann insbesondere bei der gezielten Kombination der unterschiedlichen Beanspruchungen, z. B. UV-Bestrahlung bei gleichzeitigem Temperaturwechsel, mit überschaubarem Aufwand eine hohe Aussagekraft über entsprechende Alterungsverläufe erreicht werden.