Lexikon | Kleben & Verbinden
Konstruktionskleber und Klebeharz: Arten, Eigenschaften und Anwendung
Konstruktionskleber und Klebeharze werden in Fertigung, GFK-Verarbeitung, Reparatur und Hobbybereich immer wichtiger. Sie ergänzen oder ersetzen mechanische Verbindungen und ermöglichen belastbare Verklebungen von Metallen, Verbundwerkstoffen, Kunststoffen und weiteren Werkstoffen.
Kurzfassung
Konstruktionskleber und Klebeharze verbinden Bauteile dauerhaft und flächig. Besonders wichtig sind Systeme auf Epoxid-, Polyester- und Methacrylatbasis. Die Auswahl hängt von Werkstoff, mechanischer Belastung, Wasser- und Chemikalienbeständigkeit sowie Temperaturanforderung ab.
Auf einen Blick
- Epoxidkleber: sehr gut für Verbundwerkstoffe, Glas, Keramik und harte PUR-Werkstoffe
- MMA-Kleber: sehr stark auf Metallen, Verbundwerkstoffen und vielen Thermoplasten
- Polyesterkleber: vor allem für GFK- und Polyester-Verbundwerkstoffe relevant
- Festigkeit hängt stark von Untergrund, Vorbehandlung und Belastungsart ab
- Oberflächen müssen sauber, trocken, fettfrei und tragfähig sein
Definition
Was sind Konstruktionskleber und Klebeharze?
Konstruktionskleber und Klebeharz nehmen in der Fertigungstechnik, aber auch im Hobbybereich immer mehr an Bedeutung zu. Rein mechanische Verbindungen werden zunehmend durch Konstruktionskleber und Klebeharze ergänzt oder ersetzt.
Der Vorteil einer Klebeverbindung liegt darin, dass Kräfte flächig übertragen werden können. Dadurch lassen sich Bohrungen, Schrauben oder Nieten teilweise vermeiden. Besonders im GFK-Bereich, im Formenbau, bei Reparaturen und bei Verbundwerkstoffen ist Kleben eine wichtige Verbindungstechnik.
Klebstoffarten
Wichtige Arten von Konstruktionsklebern
In diesem Bereich haben sich vor allem drei Arten von Konstruktionsklebern beziehungsweise Klebeharzen als wichtig herausgestellt: Systeme auf Polyesterbasis, Epoxidbasis und Methacrylatbasis.
| Klebstoffart | Typische Stärken | Typische Anwendungen |
|---|---|---|
| MMA-Kleber | Sehr gute Haftung auf Metallen, Verbundwerkstoffen und vielen Kunststoffen | Strukturelle Verklebungen, Metall-Kunststoff-Verbindungen, Composite-Bauteile |
| Epoxidkleber | Hohe Festigkeit, gute Spaltüberbrückung, gute Haftung auf vielen Werkstoffen | GFK, Holz, Metall, Glas, Keramik, technische Reparaturen |
| Polyesterkleber | Gut für Polyester- und GFK-Verbundwerkstoffe | GFK-Reparatur, Polyesterlaminate, Formenbau und einfache Verklebungen |
Eigenschaften
Mechanische Eigenschaften im Vergleich
Hinsichtlich der Verwendung von Konstruktionskleber und Klebeharz stellt sich vor allem die Frage nach der mechanischen Stärke der Verklebung. Eine pauschale Aussage zur Festigkeit ist nur eingeschränkt möglich, da Untergrund, Vorbehandlung, Klebstoffschicht, Temperatur und Belastungsrichtung entscheidend sind.
| Konstruktionskleber / Klebeharz | Eisenmetalle | Nichteisenmetalle | Verbundwerkstoffe | Thermoplaste | Glas / Keramik | Schaumstoffe | Elastomere / Gummi | PUR hart |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MMA-Kleber | ++ | ++ | ++ | ++ | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Epoxidkleber | + bis ++ | + bis ++ | ++ | 0 bis + | + bis ++ | ++ | 0 bis + | ++ |
| Polyesterkleber | 0 | 0 | + bis ++ | 0 | 0 | 0 | 0 | + bis ++ |
Legende
0 = kaum ausgeprägte mechanische Eigenschaften
+ = akzeptable bis gute mechanische Eigenschaften
++ = stark ausgeprägte bis sehr gute mechanische Eigenschaften
Beständigkeit
Beständigkeit der Verklebung
Neben der reinen Haftung ist die Beständigkeit der Klebeverbindung entscheidend. Temperatur, Wasser, Chemikalien, Scherbelastung, Schälbelastung und Alterung können die Lebensdauer einer Verklebung beeinflussen.
| Konstruktionskleber / Klebeharz | Temperatur | Chemisch | Wasser | Scherbeanspruchung | Schälbeanspruchung | Alterung |
|---|---|---|---|---|---|---|
| MMA-Kleber | ++ | + | ++ | ++ | ++ | ++ |
| Epoxidkleber | 0 bis + | 0 bis + | + | + | 0 bis ++ | + |
| Polyesterkleber | 0 bis + | 0 bis + | + | + | 0 bis + | + |
Auswahl
Welcher Kleber für welchen Werkstoff?
Die Auswahl des passenden Klebstoffs sollte immer vom Werkstoff und von der Belastung ausgehen. Ein Kleber, der auf Verbundwerkstoffen sehr gut funktioniert, muss nicht automatisch auf Thermoplasten, Elastomeren oder Glas die beste Wahl sein.
- Metalle: MMA-Kleber und Epoxidkleber sind je nach Metallart und Vorbehandlung besonders relevant.
- Verbundwerkstoffe und GFK: Epoxidkleber, Polyesterkleber und MMA-Kleber können geeignet sein. Entscheidend ist die Harzbasis des Bauteils.
- Thermoplaste: MMA-Kleber zeigt häufig gute Ergebnisse, während Epoxid- und Polyesterkleber je nach Kunststoff nur eingeschränkt geeignet sind.
- Glas und Keramik: Epoxidkleber ist meist die naheliegende Wahl.
- Schaumstoffe und PUR hart: Epoxidkleber kann eine gute Option sein, abhängig von Dichte, Oberfläche und Belastung.
Wichtig
Die Tabellen dienen als allgemeine Orientierung. Bei sicherheitsrelevanten Verklebungen sollten technische Datenblätter, Vorversuche und die konkrete Belastungssituation berücksichtigt werden.
Verarbeitung
Verarbeitung und Oberflächenvorbereitung
Die Qualität einer Klebeverbindung hängt nicht nur vom Klebstoff ab. Ebenso wichtig sind Untergrundvorbereitung, Mischungsverhältnis, Klebschichtdicke, Aushärtezeit und Umgebungstemperatur.
Grundregeln für gute Verklebungen
- Oberflächen reinigen, entfetten und trocknen.
- Glatte oder glänzende Flächen anschleifen, sofern der Werkstoff dies zulässt.
- Staub und Schleifrückstände vollständig entfernen.
- 2K-Systeme exakt dosieren und homogen vermischen.
- Die offene Zeit und Aushärtezeit des Klebstoffs einhalten.
- Bauteile während der Aushärtung fixieren und nicht bewegen.
Kaufberatung
Worauf Sie beim Kauf von Konstruktionskleber achten sollten
Achten Sie beim Kauf auf Werkstoffverträglichkeit, Verarbeitungszeit, Spaltfüllvermögen, Temperaturbeständigkeit, Wasserbeständigkeit und mechanische Belastbarkeit. Für GFK- und Composite-Anwendungen ist außerdem wichtig, ob die Verklebung auf Epoxid-, Polyester- oder anderen Harzsystemen erfolgen soll.
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FAQ
Häufige Fragen zu Konstruktionskleber und Klebeharz
Was ist der Unterschied zwischen Konstruktionskleber und Klebeharz?
Konstruktionskleber bezeichnet meist ein gebrauchsfertig formuliertes Klebstoffsystem für belastbare Verbindungen. Klebeharz ist ein Harzsystem, das als Klebstoff oder Klebematrix verwendet wird, häufig auf Epoxid- oder Polyesterbasis.
Welcher Kleber ist für GFK geeignet?
Für GFK eignen sich je nach Harzbasis Epoxidkleber, Polyesterkleber oder MMA-Kleber. Bei Epoxidlaminaten ist Epoxidkleber meist die sichere Wahl. Bei Polyesterlaminaten können auch Polyesterkleber sinnvoll sein.
Warum ist die Oberflächenvorbereitung so wichtig?
Schmutz, Fett, Feuchtigkeit oder glatte Oberflächen können die Haftung stark reduzieren. Saubere, trockene, fettfreie und leicht angeschliffene Flächen verbessern die Klebefestigkeit deutlich.
Was bedeutet 0, + und ++ in den Tabellen?
0 steht für kaum ausgeprägte Eigenschaften, + für akzeptable bis gute Eigenschaften und ++ für stark ausgeprägte bis sehr gute Eigenschaften.
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