Das Gesamtsystem „Kleben“ in der ganzheitlichen Betrachtung der Bruchanalytik am Beispiel geklebter Fassadenplatten (Bild: FRACTURE ANALYTICS)
11.10.2022 Die Grenzen von Klebstoffen erkennen
Eine ganzheitliche Betrachtung mittels Bruchanalytik
Bei einem Klebprozess stellen sich viele Fragen. Das beginnt bei der „Konstruktion“ der Klebfläche und reicht über die Klebstoffauswahl bis zur Verarbeitung. Vielfach genutzte Bewertungsmethoden kamen und kommen dabei immer wieder an Grenzen und führten zu einer neuen ganzheitlichen Bewertungsmethodik auf Basis der Bruchanalytik. In diesem Kontext werden nachfolgend die Versagensformen und Grenzen von Klebverbindungen erläutert. Wie man die neue Methodik zur Optimierung von Klebverbindungen nutzen kann, zeigt eine Fallstudie.
Kleben zählt zu den innovativsten Fügetechniken des 21. Jahrhunderts. Es ermöglicht, sämtliche technisch nutzbaren Materialien stoffschlüssig zu fügen. Dabei entstehen materialschonende Verbindungen mit umfangreichen Vorteilen. Um qualitativ hochwertige Klebverbindungen zu schaffen, bedarf es eines sicheren und stabilen Klebprozesses. Die DIN 2304 [1] regelt dabei qualitätssichernde Maßnahmen und die fachgerechte Umsetzung klebtechnischer Prozesse, da immer noch ein Großteil der Klebfehler aus der fehlerhaften Anwendung und manuellen Handhabung resultiert. Die drei Kernelemente dieser Norm befassen sich mit der Klassifizierung von Klebungen nach Sicherheitsanforderungen, dem Einsatz von Klebaufsichtspersonal sowie der Nachweisführung. Gerade im letzten Punkt bilden internationale Normprüfverfahren nach ISO, EN, ASTM und DIN den aktuellen Prüfstandard ab [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]. Dass diese aufgrund ihrer technologischen Einschränkungen und Möglichkeiten nur begrenzte sicherheitsbasierte Nachweisführungen zulassen, wurde in [13, 14, 15, 16, 17,18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25] dargelegt.
Mittels ganzheitlicher Bruchanalytik lässt sich die Lücke zwischen reinen Laborkennwerten aus den technischen Datenblättern der Hersteller und der Anwendungspraxis füllen [22, 25]. Ebenso führt das Reduzieren von unnötigen Reserven [13] zu einer Kostenersparnis und auch zum Abbau überhöhter Sicherheiten bei der rechnerischen Auslegung einer Verklebung [14]. Die Grundlagen diverser Entwurfs- und Festigkeitsberechnungen sind bereits im letzten Jahrhundert gelegt worden und Sicherheitsfaktoren beim Auslegen von Klebeverbindungen nur aus Gründen von Informationsdefiziten derart hoch bemessen [15].
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