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DER KONSTRUKTEUR 5-6/2021

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DER KONSTRUKTEUR 5-6/2021

WERKSTOFF- &

WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK DAS BESTE AUS ZWEI KLASSIKERN Jeder kennt sie als nützliche Alltagshelfer: Flüssigklebstoff und Klebeband. Im industriellen Umfeld werden diese klassichen Klebeverfahren durch eine weitere Methode ergänzt – den flüssigen Haftklebestoff. Erfolgreich kombiniert er die Eigenschaften von Klebebändern mit der einfachen und automatisierbaren Verarbeitung von Flüssigklebstoffen. Flüssige Haftklebstoffe können auch in schwer zugänglichen Geometrien eingesetzt werden, etwa in Automobilsensoren PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Haftklebstoffe (Pressure Sensitive Adhesives, PSAs) werden standardmäßig bei industriellen Anwendungen im Automotive- oder Consumer-Bereich eingesetzt – meist in Form eines Klebebands. Die Vorteile liegen auf der Hand: Ein Klebeband ist jederzeit einsatzbereit und haftet unmittelbar auf der Oberfläche. Ein kurzer Anpressdruck reicht bereits aus, um zwei Bauteile zu verbinden. Anschließend können diese direkt weiterverarbeitet werden. Konventionelle Klebebänder eignen sich besonders gut für große und ebene Flächen. Da die Automatisierung komplex und teuer ist, laufen Klebeband-Prozesse hauptsächlich manuell oder halbautomatisch ab. In Kombination mit dem anhaltenden Trend zu immer kleineren und komplexeren Strukturen stoßen Tapes dabei jedoch häufig auf erhebliche Einschränkungen in Bezug auf Verarbeitbarkeit und wirtschaftliche Effizienz. EINSATZ IN AUTOMATISIERTEN PROZESSEN Mit flüssigen Haftklebstoffen können die Einschränkungen konventioneller Tapes überwunden werden. Sie kombinieren die Vorzüge eines flüssigen Klebstoffs mit Tape-Eigenschaften nach der Belichtung. Die flüssigen Haftklebstoffe lassen sich genauso einfach dosieren wie andere flüssige Klebstoffe auch. Besonders Autor: Dr. Karl Bitzer, DELO Industrie Klebstoffe, Windach wenn es um kleine Details, Ecken oder komplexe dreidimensionale Geometrien geht, hat ein Flüssigklebstoff gegenüber einem Klebeband erhebliche Vorteile und bietet völlige Gestaltungsfreiheit. Zudem kann das Auftragen der Klebstoffraupe unendlich oft unterbrochen werden, während bei festen Klebebändern für jede Unterbrechung ein neues Stück angebracht werden muss. Dosiert werden können die flüssigen Haftklebstoffe auf unterschiedliche Weise. Nadeldosierung oder Jetten etwa eignen sich gut für schmale Raupen oder Tropfen, wohingegen Schablonendruck, Siebdruck oder Schlitzdüsenbeschichtung die richtige FLÜSSIGE HAFTKLEBSTOFFE SIND VIELFÄLTIG EINSETZBAR UND BIETEN ZAHLREICHE MÖGLICH- KEITEN FÜR DIE GESTALTUNG VON FERTIGUNGSPROZESSEN Wahl für größere Strukturen darstellen. Darüber hinaus ist die Automatisierung des flüssigen Dosierprozesses in der Industrie Standard und damit nahezu uneingeschränkt möglich. Nach dem Dosieren, wird der flüssige Haftklebstoff mit geeigneter Wellenlänge (typischerweise 360 oder 400 nm) belichtet. Durch diesen Vorgang erreicht er innerhalb von Sekunden die sogenannte „Tape-Phase“. Nun weist der Klebstoff die charakteristische, klebrige Oberfläche eines klassischen Klebebands auf, die 30 DER KONSTRUKTEUR 2021/05-06 www.derkonstrukteur.de

WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK bei mäßiger Druckeinwirkung leicht auf einem zweiten Substrat haftet. Nach dem Belichten härten die flüssigen Haftklebstoffe bei Raumtemperatur ohne einen zusätzlichen Prozessschritt aus. Da für die Endaushärtung keine Wärme benötigt wird, eignet sich das Verfahren auch für Anwendungen, bei denen die thermische Belastung auf ein Minimum beschränkt werden muss. Ein weiteres Argument für einen flüssigen PSA ist die positivere Energiebilanz im Vergleich zu Klebebändern. Durch den Wegfall des komplexen und energieaufwendigen Beschichtungsprozesses auf das Trägermaterial, weisen flüssige PSAs einen deutlich geringeren CO 2 -Fußabdruck auf als Tapes. Zudem sind Verschnitt durch Ausstanzen und Abfälle durch die Schutzfolie bei flüssigen Haftklebstoffen kein Thema. Damit ist der gesamte Produktionsprozess deutlich umweltfreundlicher. FÜR JEDE ANWENDUNG DAS PASSENDE FLÜSSIG-TAPE Um flüssige Haftklebstoffe für diverse Anforderungen zur Verfügung zu stellen, hat Delo unterschiedliche Produkte entwickelt. Produkte auf Acrylatbasis, wie die Delo Photobond PS Klebstoffe, kommen in ihrem Eigenschaftsprofil einem üblichen industriellen Klebeband nahe. Genau wie herkömmliche Klebebänder bieten die flüssigen Haftklebstoffe direkt nach dem Fügen eine sofortige Klebfestigkeit. Nach 24 h ist die für Haftklebstoffe charakteristische physikalische Nachvernetzung abgeschlossen; das Festigkeitsniveau steigt leicht, bleibt aber im Wesentlichen auf dem Niveau einer typischen Klebebandverbindung. Damit sind diese Flüssig-PSAs ideal für Klebanwendungen mit kurzen Taktzeiten und moderaten Anforderungen an die Endfestigkeit geeignet. Als zusätzlichen Vorteil bieten die meisten Produkte eine grundsätzlich unbegrenzte Tape-Phase, die es erlaubt, Bauteile auch noch nach Wochen zu fügen, z. B. wenn diese verschickt werden müssen. Aufgrund seiner hervorragenden Dämpfungseigenschaften und der niedrigen Ausgasungswerte wird Delo Photobond PS beispielsweise bei der Montage von Smartphone-Lautsprechern auf Strukturen mit Sub-Millimeter-Breite eingesetzt. Die Delo Katiobond PS Produkte auf Epoxidharzbasis wurden hingegen für strukturelle Verklebungen mit hohen Endfestigkeiten entwickelt. Durch die zusätzliche Hochtemperaturstabilität von bis zu + 150 °C und eine gute Medienbeständigkeit sind Delo Katiobond PS Klebstoffe für anspruchsvollste Verklebungen auch im Automobilbereich sehr gut geeignet. Die Anfangsfestigkeit, die sich aus der klebrigen Oberfläche nach der Belichtung ergibt, ist im Vergleich Delo Photobond PS Produkten niedriger, dafür aber nach der Endaushärtung deutlich höher. Zudem ist die Tape-Phase je nach Produkt auf < 10 min begrenzt. Infolgedessen ist der Klebstoff am Ende aufgrund der zugrunde liegenden chemischen Reaktion oberflächentrocken. Delo Katiobond PS Klebstoffe härten bei Raumtemperatur innerhalb weniger Tage nach der Belichtung aus. Die Aushärtung kann zudem durch Wärmezufuhr beschleunigt werden. Die einzigartigen Eigenschaften von Delo Katiobond PS ermöglichen völlig neue Fügeprozesse in Anwendungen, bei denen Klebebandlösungen von vorneherein ausgeschlossen sind, z. B. die Verklebung von Automobilsensoren in einer Sacklochgeometrie mit sofortiger Fixierfestigkeit und hoher Endfestigkeit. VORTEILE VEREINT 01 Flüssige Haftklebstoffe lassen sich selbst auf kleinste Oberflächen präzise dosieren, z. B. bei der Fertigung von Smartphone-Lautsprechern 02 Vergleich ausgewählter Merkmale von industriellen Klebebändern und den flüssigen Haftklebstoffen von Delo Flüssige PSAs verbinden die Eigenschaften von Klebebändern mit der einfachen und automatisierbaren Verarbeitbarkeit von Flüssigklebstoffen. Dank der klebrigen Oberfläche nach der Belichtung können Bauteile durch mäßigen Anpressdruck mit sofortiger Anfangsfestigkeit gefügt werden. Dadurch lassen sich die Bauteile direkt weiterverarbeiten, ohne dass eine zusätzliche temporäre Fixierung nötig ist. Die flüssigen Haftklebstoffe sind damit ideal für Prozesse mit hohen Stückzahlen geeignet. Im Vergleich zu Klebebändern lässt sich der Dosierprozess leicht automatisieren und ist nicht durch die Geometrie der Klebfläche begrenzt. Aufgrund der variablen Eigenschaften je nach Wahl der grundlegenden Chemie kann nahezu jedes Anforderungsprofil durch einen Delo-PSA-Klebstoff abgedeckt werden. Bilder: DELO Industrie Klebstoffe www.delo.de 01 02 www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2021/05-06 31

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