Werkstoffe und technische Entwicklung: das Rad

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1 Werkstoffe und technische Entwicklung: das Rad
27 Kleben/Klebstoffe Folie 1

2 Verbindungssystematik
Stoffschlüssige Verbindungen Formschlüssige Verbindungen Kraftschlüssige Verbindungen Mischformen Löt- verbindungen Schweiß- verbindungen Kleb- verbindungen z.B. Kleben und Punktschweißen Bolzen- verbindungen Schnapp- verbindungen Verbindungs-Systematik Elastischer Schluss Feldschluss Reibschluss Schraubverbindungen Nietverbindungen Pressverbindungen Magnetismus Schwerkraft 27 Kleben/Klebstoffe Folie 2

3 Zukunftstechnologie Kleben
Werkstoff: Kombinationen von verschiedenen Werkstoffen Fügen: gezielte Integration von zusätzlichen Funktionen Zukunftstechnologie für Industrie und Handwerk: Kleben Zukunftstechnoligie Kleben Verarbeitung: Erhalt der Werkstoff- eigenschaften Konstruktion: Verbesserte Eigenschaften der Bauteile 27 Kleben/Klebstoffe Folie 3

4 Flaschenetikettierung
27 Kleben/Klebstoffe Folie 4

5 Kleben im alten Ägypten
Beil aus der jüngeren Steinzeit Historische Historische Beispiele Aztekische Bauwerke 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 5

6 Seepocke Seepocke 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 6

7 Querschnitt einer Klebung
Oberfläche des Fügeteils/ Adhäsionszone Übergangszone Querschnitt durch eine Klebung Grenzschichten Kohäsionszone 27 Kleben/Klebstoffe Folie 5

8 Die Beiträge zur Kohäsionsfestigkeit
eines Klebstoffs Kohäsionsfestigkeit eines Klebstoffes 27 Kleben/Klebstoffe Folie 6

9 Methoden der Oberflächenbehandlung
vorbereitung Reinigen, Entfetten, Passendmachen der Oberflächen Oberflächen- vorbehandlung mechanische, chemische, physikalische Verfahren Oberflächen- nachbehandlung Klimatisierung, Primer, Haftvermittler, Haftreiniger Methoden der Oberflächenbehandlung 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 9

10 organische Verbindungen anorganische Verbindungen
Einteilung der Klebstoffe nach der chemischen Basis Klebstoffe organische Verbindungen Silicone anorganische Verbindungen Einteilung der Klebstoffe nach der chemischen Basis natürliche Basis Proteine, Kohlenhydrate, Harze synthetische Basis Kohlenwasserstoff- Verbindungen + Sauerstoff, Stickstoff, Chlor, Schwefel keramische Bestandteile, Metalloxide, Silicate, Phosphate, Borate 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 10

11 Einteilung der organischen Klebstoffe und Silicone
nach dem Verfestigungsmechanismus physikalisch abbindende Klebstoffe chemisch härtende Klebstoffe Schmelzklebstoffe lösungsmittelhaltige Nassklebstoffe Kontaktklebstoffe Dispersionsklebstoffe wasserbasierte Klebstoffe Haftklebstoffe Plastisole Polymerisationsklebstoffe: Sekundenklebstoffe Methylmethacrylate (MMA) ungesättigte Polyester anaerob härtende Klebstoffe strahlenhärtbare Klebstoffe Einteilung der organischen Klebstoffe und Silicone nach dem Verfestigungsmechanismus Polykondensationsklebstoffe: Phenolharze Silicone Polyimide Bismaleimide MS-Polymere Polyadditionsklebstoffe: Epoxidharze Polyurethane 27 Kleben/Klebstoffe Folie 7

12 Physikalisch abbindende Klebstoffe
Bezeichnung Schmelzklebstoffe lösungsmittelhaltige Nassklebstoffe Kontaktklebstoffe Dispersionsklebstoffe weitere wasserbasierte Klebstoffe Haftklebstoffe Plastisole Art der Abbindung Erstarren der Schmelze Verdunsten von Lösungsmitteln Verdunsten von Wasser durch Oberflächenkontakt dauerklebrige Schichten Sol-Gel-Prozess durch Erwärmung Basisrohstoffe Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polyamide, Pol yester, u.a. polymere Vinylverbindungen, Polymethylmethacrylat, Natur-und Synthesekautschuk, u.a. Polychloroprene, Butadien- Acrylnitril-Kautschuk, u.a. nicht wasserlösliche Polymere des Vinylacetats, auch in Verbindung mit Comonomeren, Polyacrylsäureester, u.a. Glutin, Casein, Dextrin, Methyl- cellulose, Polyvinylalkohol, u.a. spezielle Polyacrylate, Polyvinyl- ether, Naturkautschuk, u.a. PVC und Weichmacher Anwendungsgebiete Verpackungsindustrie, Druck-, Textil 0-, Schuh-, Holzverarbeitende Industrie, Fahrzeugbau, Elektrotechnik Druck- und Verpackungs- industrie, PVC-Rohrklebung, Haushaltsklebstoffe Fußbodenverklebungen, Matratzen- und Schuhherstellung, Automobilindustrie Lebensmittelindustrie, Holzverarbeitende Industrie Papier, Tapeten Klebebänder für handwerkliche und industrielle Zwecke, Wundpflaster, Etiketten Karosseriebau Physikalisch abbindende Klebstoffe 27 Kleben/Klebstoffe Folie 8

13 Grundstoffe von Schmelzklebstoffpolymeren
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 13

14 Auftrag durch Schmelzklebstoffpistolen
Möbelindustrie Verpackungsindustrie Auftrag durch Schmelzklebstoffpistolen Elektronik- industrie 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 14

15 Grundstoffe für lösungsmittelhaltige Nassklebstoffe
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 15

16 Stabilisierung der Klebstoffpartikel durch Hilfsstoffe und Emulgatoren
Hilfsmonomer Emulgator Abstoßungskräfte 27 Kleben/Klebstoffe Folie 9

17 Filmbildung einer Polyacrylatdispersion
in der Klebfuge Filmbildung einer Polycrylat-Dispersion in der Klebfuge 27 Kleben/Klebstoffe Folie 10

18 In Haftklebstoffen verwendete Kautschuke
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 18

19 Aufbau von Haftklebebändern
Schutzpapier Haftklebstoff Trägermaterial Haftklebstoff Aufbau von Haftklebebändern Schutzpapier doppelseitiges Klebeband (Träger: Folie, Gewebe, Schaumstoff, etc.) Schutzpapier Haftklebstoff Schutzpapier Transferklebeband, trägerloses Klebeband 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 19

20 Abbindemechanismus der Plastisole
Paste aus hartem PVC-Korn in flüssigem Weichmacher (Plastisol) Anquellung der Paste bei 40 °C Abbinde-Mechanismus der Plastisole Vorgelierung ab 100 bis 120 °C Sol-Gel-Prozess bei 160 bis 180 °C 27 Kleben/Klebstoffe Folie 11

21 Chemisch härtende Klebstoffe
Bezeichnung Cyanacrylate Methylmethacrylate Anaerob härtende Klebstoffe Strahlenhärtbare Phenolformaldehydharze Silikone Polyimide Epoxidharzklebstoffe Polyurethane Art der Härtung Polymerisation Polykondensation Polyaddition Basisrohstoffe Cyanacrylsäureester Methacrylsäuremethylester Diacrylsäureester von Diolen Epoxyacrylate, Polyesteracrylate Phenole, Formaldehyd Polyorganosiloxane Aromatische Tetracarbonsäurean- hydride und aromatische Diamine Oligomere Diepoxide und Polyamine oder Polyamidoamine Di- und ggfs. trifunktionelle Isocyanate, Polyole Anwendungsgebiete Kleben von Kleinteilen; Kleben von Gläsern aller Art, Gewebeklebstoff, Sprühverbände Kunststoffkleben in Automobil- und Schienenfahrzeugbau Motoren, Elektromotoren, Schraubensicherungen, Welle-Nabe-Verbindungen Kleben von Glas und transparenten Kunststoffen, Dentaltechnik Holzwerkstoffe, Kleben von Brems- und Kupplungs- belägen, strukturelle Aluminiumsklebungen im Flugzeugbau Dichtungen; Automobilbau, Elektrotechnik; Spezialanwendungen in Luft- und Raumfahrt Metallklebungen im Luft- und Raumfahrtbereich Strukturklebstoff im Fahrzeug- und Flugzeugbau, Karosseriebau, Elektronik, Verkleben von FVK, Reparaturklebungen Karosseriebau, Verbinden von Materialien mit stark unterschiedlichen Last- und Temperaturdehnungs- verhalten, Glasscheibenkleben im Fahrzeugbau Chemisch härtende Klebstoffe 27 Kleben/Klebstoffe Folie 12

22 Verschiedene Ester der a-Canacrylsäure
Verschiedene Ester der Alpha-Canacrylsäure a-Canacrylsäureester: Ladungsverteilung 27 Kleben/Klebstoffe Folie 13

23 Aushärtung durch anionische Polymerisation
27 Kleben/Klebstoffe Folie 14

24 Hydrolyse des Cyanacrylats
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 24

25 Aushärtung durch radikalische Polymerisation
des MMA Aushärtung durch radikalische Polymerisation des MMA 27 Kleben/Klebstoffe Folie 15

26 Radikalische Polymerisation von TEGMA
Abfangen durch O2 und Bildung reaktionsträger TEGMA-Peroxid-Radikale 27 Kleben/Klebstoffe Folie 16

27 Härtungssystem anaerob härtender Klebstoffe
27 Kleben/Klebstoffe Folie 17

28 Schrauben sichern mit anaeroben Klebstoffen
Die Schrauben eines Motorgehäuses werden gegen selbsttätiges Lösen gesichert. Bei Über- schreiten eines bestimmten Losbrechmomentes kann die Schraube wieder gelöst werden. 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 28

29 Glasdesign und Glasbau
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 29

30 Vorkondensation von Phenol mit Formaldehyd
27 Kleben/Klebstoffe Folie 18

31 Aushärtereaktion des Phenolformaldehydharzes
Aushärtebedingungen: °C Druck zur Vermeidung von Wasserdampfblasen in der Klebschicht Aushärte-Reaktion des Phenolformaldehydharzes 27 Kleben/Klebstoffe Folie 19

32 Bremsbeläge Bremsbeläge 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 32

33 Hohe Kettenbeweglichkeit der Silicone durch stark
unterschiedliche Bindungswinkel Hohe Kettenbeweglichkeit der Silicone durch stark unterschiedliche Bindungswinkel 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 33

34 Blockierung von Siloxanen mit Vernetzern
27 Kleben/Klebstoffe Folie 20

35 Hydrolyse und Polykondensation vernetzender Siloxane
27 Kleben/Klebstoffe Folie 21

36 Kondensationsvernetzung von 2-K-RTV-Siliconen
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 36

37 Herstellung und Aushärtung der Polyimide
27 Kleben/Klebstoffe Folie 22

38 Polyaddition von Diaminen (2) an Bisphenol-A-bis-Epoxid (1)
27 Kleben/Klebstoffe Folie 23

39 Aushärtungsverlauf eines 2-K-Epoxidharzklebstoffs
bei Raumtemperatur Aushärtungsverlauf eines 2-K-Epoxidharz-Klebstoffs bei Raumtemperatur 27 Kleben/Klebstoffe Folie 24

40 Bildung von Polyurethanen
27 Kleben/Klebstoffe Folie 25

41 Isocyanate als Härter für 2-K-Systeme
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 41

42 Deblockierung eines Isocyanates in der Wärme
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 42

43 Aktivierung des isocyanatgruppenhaltigen Prepolymers durch Feuchtigkeit
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 43

44 Hochgeschwindigkeitsfähre
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 44

45 Kohäsionszunahme eines mit Feuchtigkeit härtenden
reaktiven Polyurethan-Schmelzklebstoffs Kohäsion Endfestigkeit Kohäsionszunahme eines mit Feuchtigkeit härtenden reaktiven Polyurethan-Schmelzklebstoffes Anfangsfestigkeit Zeit 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 45

46 Beanspruchungsarten einer Klebung
a) Schälbeanspruchung b) Schub-Scherbeanspruchung c) Zug-Scherbeanspruchung d) Zugbeanspruchung e) Druckbeanspruchung f) Torsionsbeanspruchung 27 Kleben/Klebstoffe Folie 27

47 Zugscherversuch Zugscher-Versuch 27 Kleben/Klebstoffe Folie 28

48 Keiltest Keiltest 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 48

49 Schälversuch Schälversuch 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 49

50 Dachkonstruktion aus Holzlaminat-Trägern
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 50

51 Klebstoffanwendungen im Karosseriebau
27 Kleben/Klebstoffe Folie 29

52 Direct Glazing Direct Glazing 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 52

53 Kleben im Flugzeugbau 27 Kleben/Klebstoffe Folie 30

54 Nahverkehrszug in Leichtbauweise
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 54

55 Klebstoffanwendungen im Containerbau
27 Kleben/Klebstoffe Folie 31

56 Punktförmiger Klebstoffauftrag auf einer Leiterplatte
Punktförmiger Klebstoffauftrag auf eine Leiterplatte 27 Kleben/Klebstoffe Folie 32

57 Kleben von Digital Versatile Discs (DVD)
Kleben von DVD 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 57

58 Klebungen im Elektromotorbau
Kabelstabilisierung Magnet Läufer-Welle- Verbindung Bürsten- halterung Kugellager- befestigung Klebungen im Elektromotorbau Gehäuse- dichtung Kollektor- Welle- Verbindung Wuchten Typen- schild Schrauben- sicherung 27 Kleben/Klebstoffe Folie 33

59 Folienlaminierung: Fertigprodukte
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 59

60 Beispiele selbstklebender Verbandmaterialien
Selbstklebendes Verband-Material, umgangssprachlich Pflaster 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 60

61 Eingeklebtes Hüftgelenks-Implantat
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 61

62 Die drei Dimensionen einer nachhaltigen zukunftsverträglichen Entwicklung
Die nachhaltige zukunftsverträgliche Entwicklung (Sustainable Development) ist ein Leitbild, nach dem die Menschheit ihre Zukunft verantwortungsvoll gestalten muss. Das Leitbild hat eine ökologische, eine ökonomische und eine soziale/gesellschaftliche Dimension. Heute verpflichten wir uns gegenüber künftigen Generationen, ihnen eine lebenswerte Welt zu hinterlassen. Die drei Dimensionen einer nachhaltigen beziehungsweise zukunftsverträglichen Entwicklung 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 62

63 Risikobewertung Risiko-Bewertung 27 Kleben/Klebstoffe Folie 34

64 Substitution von lösungsmittelhaltigen Klebstoffen in der Bauklebstoffindustrie 1985-1997
Substitution von lösungsmittelhaltigen Klebstoffen in der Bauklebstoff-Industrie 1985 bis 1997 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 64

65 Klebstoffe beim Endverbraucher
27 Kleben/Klebstoffe Folie 35

66 Schematischer Aufbau einer Freistrahl- und Sprüh-Corona-Behandlung
Schema einer Freistrahl- und Sprüh-Corona-Behandlung 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 66

67 Toxikologisch begründete Gefahrensymbole
und Gefahrenzeichen Toxikologisch begründete Gefahrensymbole und Gefahrenzeichen 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 67

68 Epoxidharzzubereitung XYZ
27 Kleben/Klebstoffe Abb. 68

69 Exposition Exposition 27 Kleben/Klebstoffe Folie 36

70 Rheometertypen Rheometer-Typen 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 70