Kleben statt Schrauben: die neue Leichtigkeit des Zusammenfügens

Das Klebeverfahren ist für eine Vielzahl von Produkten, bei denen verschiedene Materialien miteinander verbunden werden müssen, gängige Praxis. Neben Artikeln, bei denen das Klebeverfahren alternativlos ist (wie Verpackungen zum Beispiel), gibt es immer mehr Anwendungen, in denen das mechanische Verbinden gezielt durch den Einsatz von Spezialklebstoffen ersetzt wird. Der Bedarf ist in den letzten Jahren daher stark gestiegen und wird weiter dynamisch zunehmen.

Die Vorteile der Klebeverbindungen
 

Was das Kleben gegenüber anderen Fügeverfahren auszeichnet: Es findet eine gleichförmige Kraftübertragung über die gesamte zu verbindende Fläche statt. Zudem haben Klebstoffe im Vergleich zu mechanischen Verbindungstechniken wie Schrauben und Nieten ein geringes Eigengewicht. In einigen Branchen spielt die Gewichtseinsparung auch in Detailbereichen eine wichtige Rolle.

Klebekraft spart Gewicht
 

Auch in der Automobilindustrie zeichnet sich ein deutlicher Trend ab, an möglichst vielen Bereichen eines Fahrzeugs Klebetechniken statt Schrauben zu verwenden. Sämtliche Innenverkleidungen werden bereits mit diesem Verfahren montiert. Klebeverfahren kommen also überall dort zum Einsatz, wo keine hohen Belastungen auf den miteinander verbundenen Werkstoffen ruhen. Je leichter ein Werkstoff ist, desto eher scheint er auch geeignet zu sein, durch das Klebeverfahren an einen anderen Werkstoff gefügt zu werden.

Die zweite große Branche, die sich zunehmend für das Klebeverfahren interessiert, ist das Bauwesen. Die Klebstoffindustrie profitiert hier davon, dass auch die Baustoffe selbst immer leichter werden. Das Aufbringen von Dämmstoffen an einer Gebäudefassade ist eine beispielhafte Anwendung, die für das Klebeverfahren ohnehin gut geeignet ist. Ein recht leichtes Material, das sich mit einem festen und massiven Baustoff verbindet, muss keiner größeren Belastung standhalten. Diese Anwendung ist bei Weitem nicht die einzige.

Tatsächlich existiert so etwas wie eine Faustregel, was die Eignung eines Klebeverfahrens als Alternative zu mechanischen Verbindungstechniken betrifft: Wenn der Klebstoff stärker ist als die Materialien, die er verbindet, kann von einer ausreichenden Tragfähigkeit gesprochen werden. Diesen Effekt kennt jeder, der eine Kartonverpackung an der Klebefuge öffnet und feststellt: Nicht der Klebstoff hat sich vom Karton gelöst, sondern etwas Karton ist abgerissen und am Klebstoff haften geblieben. Dieses profane Beispiel dient in der Verbindungstechnik als wegweisendes Vorbild.

Klebeverbindungen schonen das Material
 

Im Baubereich hat sich das Klebeverfahren bereits gegenüber zahlreichen mechanischen Verbindungen durchgesetzt. Es gibt nämlich noch einen weiteren Vorteil, den Klebstoffe gegenüber Schraubverbindungen haben: Sie greifen nicht in die Struktur des Trägermaterials ein. Mechanische Verbindungstechniken tun aber genau das: Sie schwächen das Material. Diese Schwächung ist vielleicht nicht in allen Fällen von Relevanz. Aber insbesondere leichtere oder poröse Baustoffe, zu denen auch Holz zu zählen ist, verlieren Einiges an Robustheit und Tragfähigkeit, wenn sie durch eine Verschraubung „verletzt“ werden.

Klebstoff für Metallverbindungen
 

Die größte Herausforderung für Spezialklebstoffe ergibt sich bei der konstruktiven Verbindung von Metallteilen. Metalle haben von allen Werkstoffen die größte Festigkeit und Dichte, weisen ein hohes spezifisches Gewicht auf und werden ohnehin überall dort verwendet, wo große Belastungen und eine optimale Tragfähigkeit die Hauptrolle spielen. Die Idee, eine Stahlkonstruktion allein mittels Klebetechnik zu befestigen, ist ein nächstes großes Ziel der Klebstoffindustrie. Bei kleineren Anwendungen, zum Beispiel in der Möbelfertigung, ist es durchaus bereits üblich, Metalle im Klebeverfahren aneinanderzufügen. Viele Designkonzepte lassen sich durch die fast unsichtbare Klebefuge einfacher umsetzen.

Dass bei Metallkonstruktionen Klebstoffe überhaupt in Erwägung gezogen werden, hat vor allem mit der Vermeidung von Korrosionsschäden zu tun, die eine mechanische Verbindung in vielen Metallen hervorrufen kann.

Klebe- statt Schweißnaht
 

Das Kleben kann sich auch gegenüber dem Schweißen als vorteilhaft erweisen. Vor allem dann, wenn optische Aspekte eine Rolle spielen. Jedoch ist es nicht in allen Produktionsprozessen möglich, die Trocknungszeit bis zur endgültigen Verhärtung eines Klebers zu berücksichtigen. Als Alternative zur Schweißtechnik wird sich das Kleben vor allem dort behaupten, wo ästhetische Aspekte eine Rolle spielen. Zudem ist das Klebeverfahren gegenüber der Schweißtechnik auch deutlich kostspieliger, da es sich bei Klebstoffen um hoch entwickelte Spezial-Werkstoffe handelt. Auf der anderen Seite kann sich das Klebeverfahren im Vergleich zu mechanischen Verbindungstechniken in vielen Fällen als deutlich zeitsparender und somit auch kostengünstiger erweisen.

Klebstoff als Dichtungsmaterial
 

Zusätzlich spielen Klebeverfahren noch einen Vorteil aus, der zunächst nicht im Vordergrund steht, als Nebeneffekt aber gerne angenommen wird: Klebstoffe halten nicht nur zusammen, sondern dichten zudem die Verbindungsfuge ab. Silikon ist bereits vielfach als dichtendes Material im Einsatz. Mit ihren Wärme leitenden Eigenschaften und vor allem in Kombination mit zusätzlichen Klebstoffen finden diese Kleber immer breitere Anwendung in der Elektroindustrie (beispielsweise bei der Verbindung von Kupferlegierungen).

Fazit: Die Klebstoffbranche blickt selbstbewusst in die Zukunft

Klebeverfahren sind als Standard der Materialfügung traditionell in vielen Einsatzbereichen allgegenwärtig. Längst haben Klebstoffe aber auch neue Anwendungen erschlossen und ersetzen dank ihrer Vorteile zunehmend die mechanische Verbindung. Die neuen Herausforderungen bestehen nun darin, die letzten Bastionen der mechanischen Verbindungstechnik zu erobern: die hoch belastbare Zusammenfügung von schweren und sehr dichten Stoffen.