Fertigungstechnik (Fach) / Kleben (Lektion)

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• Definition Kleben Verbindung durch synthetischen Werkstoff, der infolge einer Härtungsreaktion verfestigt wird und die Teile durch Adhäsion und Kohäsion (zwischen- und inner-molekularer Kräfte) zusammenhält
• Kriterien für Klebstoffauswahl Fügeteilwerkstoff gewünschte Festigkeit der Klebeverbindung Verhalten im umgebenden Medium vertretbarer Fertigungsaufwand
• Vorteile Kleben keine Wärmeeinbringung gleichmäßige Spannungsverteilung senkrecht zur Belastungsrichtung kein thermisch bedingter Bauteilverzug Werkstoffvielfalt Gewichtsersparnis → "Leichtbau" Verbindungsmöglichkeit sehr dünner Fügeteile hohe dynamische Festigkeit → hohe Schwingungsdämpfung
• Nachteile des Klebens eingeschränkte Kraftübertragung eingeschränkte Festigkeit Alterung: Umwelteinflüsse, physikalsiche Einflüsse, chemisch/elektrische Einflüsse eingeschränkte Temperaturbeständigkeit Umweltbelastung. Geruchs- und Gasbelastung Aushärtevorgang → wirtschaftlich? eingeschränkte Möglichkeit der zerstörungsfreien Prüfung Oberflächenvorbehandlung der Fügeteile notwendig begrenzte Reperaturmöglichkeiten
• Einteilung der Klebstoffe nach chemischer Basis - Organische Verbindungen Natürliche Basis → Eiweiß, Kohlenhydrate, Harze Künstliche Basis → Kohlenstoffverbindungen mit den Elementen: Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Chlor, Schwefel - Anorganische Verbindungen Silicone Sillicate, Borate, Phosphate, Metalloxide
• Einteilung der Klebstoffe nach Abbindemechanismus - chemisch reagierend einzelne chemische Bausteine werden im richtigen Verhältnis gemischt. Verfestigung durch chemische Reaktion der Bausteine - reaktive Schmelzklebstoffe Reaktion nach Applikation mit Luftfeuchtugkeit → durch Abkühlen erstarrt der Klebstoff - physikalisch abbindend Thermoplaste: Polymer liegt bereits vor → durch physikalisches Verfahren wird Klebstoff verformbar, eh er aushärtet
• Einteilung chemisch reagierender Klebstoffe -  Polyadditionsklebstoffe Addition von jeweils zwei funktionellen benachbarten Monomereinheiten zu Polyaddukten Beispiel: Wärmedämmung in Hauswänden Zwei-Komponenten-Klebstoffe - Polykondensationsklebstoffe Viele Monomere spalten einfach gebaute Moleküle (meist Wasser) ab → Entstehung von Makromolekülen Beispiel: Dichtstoffe (Silicon) - Polymerisationsklebstoffe chemische Reaktion, bei der fortlaufend Monomere an ein wachsendes Polymer angegliedert werden Beispiel: Sekundenkleber
• Beschreibung Monomer Ausgangsprodukt, dessen Moleküle einzeln vorliegen und die infolge des Vorhandenseins von mindestens zwei funktionellen (reaktionfähigen) Gruppen in der Lage sind, durch eine chemische Reaktion ein Polymer zu bilden
• Aufbau der Klebstoffe Organische Kohlenstoff (C-) Verbindungen Bindung von Monomeren (C Moleküle die über Valenzen miteinander gekoppelt sind) → Bildung der Monomere mit Hilfe von SCHONS (Schwefel, Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Chlor → mehrere gekoppelte Monomer-Ketten ergeben Polymere
• Arten und Ablauf von Reaktionsklebstoffen A + B → AB Arten: Epoxidharz-Klebstoffe Polyurethan-Klebstoffe (Einkomponentenreaktionsklebstoffe) Acrylat-Klebstoffe (Verfestigung in Verbindung mit H2O) Anaerobe Klebstoffe (Reaktion durch Sauerstoffentzug → Schraubenkleber) Penolharz-Klebstoffe (Abspaltung von H2O → Anwendung unter Temperatur und Druck)
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• Eigenschaften von Thermoplasten → lassen sich in bestimmten Temperaturbereich verformen. Reversibler Vorgang (der aber durch Überhitzung begrenzt ist) - Eigenschaften: schmelzbar schweißbar löslich nicht vernetzt quellbar
• Eigenschaften von Duromeren → können nach der Aushärtung nicht mehr verformt werden → Vernetzung beim Mischen von Vorprodukten bei Raumtemperatur mit Katalysator (chemisch) → isotherm bei hohen Temperaturen → exotherm - Eigenschaften: nicht schmelzbar nicht schweißbar temperaturstandfest unlöslich schwach quellbar
• Eingeschaften von Elastomeren → formfest, aber elastisch verformbar (Gummiband) Eigenschaften: nicht schmelzbar unlöslich weitmaschige Vernetzung quellbar

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