Kleben von Edelstahl rostfrei Wenn Optik und Festigkeit stimmen müssen

Autor / Redakteur: Ursula Herrling-Tusch / Dietmar Kuhn

Fügetechnik bringt zusammen, was zusammengehört. An die Haltbarkeit der Verbindungen werden dabei hohe Anforderungen gestellt. Für die Ansprüche an Leistungsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und Optik gefügter Elemente eignen sich vor allem Klebeverbindungen. Sie folgen dabei dem Trend zum Leichtbau mit modernen Werkstoffen, mildern den Kostendruck und optimieren den Prozess.

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Im Blechbereich wird immer mehr geklebt, so wie hier Edelstahl rostfrei in der Anwendung bei Gebäuden.
Im Blechbereich wird immer mehr geklebt, so wie hier Edelstahl rostfrei in der Anwendung bei Gebäuden.
(Bild: Outokumpu Niroste)

Moderne Fügeverfahren mit Klebstoff oder Klebeband ersetzen bei der Verarbeitung nicht rostender Stähle zunehmend die klassischen Verbindungstechniken Schweißen, Nieten oder Schrauben. Neben der Möglichkeit zur industriellen Vorfertigung gefügter Teile bieten geklebte Edelstahlverbindungen weitere entscheidende Vorteile: weniger Gewicht, unsichtbare Befestigung und neue Werkstoffkombinationen. Industrie und Handwerk nutzen dies als Schlüssel für innovative Konzepte und bislang nicht realisierbare Lösungen.

Kleben bingt keine Materialänderung mit sich

Kleben verändert – anders als Nieten oder Schweißen – das Werkstoffgefüge von Edelstahl Rostfrei kaum. Als flexibelstes Fügeverfahren für hoch belastete Werkstoffe wird es individuell auf die jeweilige Klebefläche, gewünschte Materialverbindung und den konkreten Anwendungsfall ausgelegt. Alle technisch nutzbaren Materialien lassen sich so flächig und stoffschlüssig mit nicht rostendem Stahl verbinden. Um die Klebung werkstoffgerecht zu gestalten, steht eine Vielzahl an Klebstoffen und Klebebändern zur Verfügung, die sich in die gängigen Fertigungsabläufe der industriellen Einzel- und Serienproduktion integrieren lassen. Klebstoff und Klebeband unterscheiden sich in der Art ihrer Applikation, Festigkeit und Beständigkeit. Ihre systematische Auswahl erfolgt nach den Kriterien Haftung (Adhäsion), innere Festigkeit (Kohäsion) und Verarbeitung.

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Kleben von Edelstahl bringt viele Vorteile

Auch dort, wo Festigkeit, Verformungsverhalten, Ästhetik, Hygiene und Wartungsfreiheit eine wichtige Rolle spielen, gewinnt das Kleben von Edelstahl als wärmearmes Fügeverfahren stark an Bedeutung. Empfindliche Oberflächen werden anders als beim Schweißen ohne Anlauffarben, Bauteilverzug oder aufwendige Nachbearbeitung verbunden. Auch die großflächige, unsichtbare Verbindung oder Befestigung sehr dünner Teile aus Edelstahl Rostfrei ist erst durch Verkleben möglich. Das flächige Kleben verteilt die Spannung gleichmäßig. Für geklebte Verbindungen mit Edelstahl haben sich vor allem Zweikomponentenklebstoffe auf Epoxidharz- und Polyurethanbasis bewährt. Diese Kleber härten nahezu drucklos bei Raumtemperatur aus. Verglichen mit anderen Metallklebungen sind geklebte Verbindungen von nicht rostendem Stahl außerdem deutlich weniger anfällig für Korrosion. Diese Langzeitbeständigkeit qualifiziert sie in zahlreichen Anwendungen für Flächen-, Falz-, Struktur- und Unterfütterungsklebungen.

Eine tragende Rolle übernehmen geklebte Verbindungen von Edelstahl Rostfrei mit Qualitätssiegel in der Architektur. Im Fassaden- und Brüstungsbau werden Edelstahlpaneele durch strukturelles Kleben flächenbündig an entsprechenden Unterkonstruktionen befestigt. Fassaden- oder Sonnenschutzelemente aus Edelstahlgewebe fixiert ein beidseits aufgeklebtes Flachprofil, das rückseitig im Mauerwerk per Schrauben verankert wird. Stark im Trend sind auch strukturell geklebte Ganzglasfassaden ohne sichtbare Befestigungselemente.

Zur Fixierung der zu klebenenden Fügeteile werden die Teile gepunktet

Bei dieser Structural Glazing genannten Technik werden großflächige Isolierglaselemente auf Adapterrahmen aus nicht rostendem Stahl geklebt, die ihrerseits mechanisch mit einer Unterkonstruktion verbunden werden. Die geklebte Verbindung trägt sowohl die Eigenlast der Elemente als auch die Windlast ab. Um die Fügeteile bis zur Aushärtung des Klebstoffs zu fixieren, wird das Strukturkleben häufig mit Punktschweißen oder Nieten kombiniert. Je nach Anwendung müssen die eingesetzten Klebstoffe UV-beständig und für Temperaturbereiche von -40 bis 150 °C ausgelegt sein. Auch im Innenausbau gehören inzwischen Klebeverbindungen von Edelstahl mit unterschiedlichen Materialien zum gehobenen Standard. Bei Verkleidungen von Rolltreppen, Aufzügen oder Lüftungsanlagen folgt die Klebung jeder gewünschten Form und erschließt Planern dadurch neue Freiräume.

Die Anwendungsbeiche von geklebtem Edelstahl sind vielfältig

Im Maschinen- und Anlagenbau sowie im Automobil- und Nutzfahrzeugbau werden nicht rostende Stähle in zahlreichen Anwendungen verklebt. Spezielle Kleber gewährleisten ein sicheres Aushärten und sind dadurch sogar für den Einsatz im Kontakt mit Industrieölen oder -reinigungssystemen ausgelegt. Ob zur Schraubensicherung, als temporäre Montagehilfe, zur spielpassenden Montage von Lagern, Zahnrädern oder Rotoren auf Wellen, zum Fügen von Motorkomponenten oder zur Optimierung von Steifigkeit und Festigkeit moderner Leichtbaukarosserien:

Mit Klebeverbindungen, die gleichzeitig sogar noch als Dichtung, Dämmung oder Isolation wirken können, trägt Edelstahl Rostfrei in vielen Schlüsselindustrien zur Kosteneinsparung bei. Gewichts-, Material- und Zeitersparnis sowie Flexibilisierung der Prozesse bei kleinen Losgrößen und weniger Ausschuss durch hohe Automatisierbarkeit sind hier die entscheidenden Erfolgsparameter.

Mit Edelstahl Gewicht, Material und Montagezeit sparen

In der Medizintechnik sind geklebte Verbindungen von nicht rostenden Stählen bei Geräten für Diagnose und Therapie, Prothesen oder Implantaten unverzichtbar. So wurde beispielsweise erst durch diese Technik die kostengünstige Großserienproduktion von in Polypropylenkanülen eingeklebten Edelstahlkanülen möglich. Bei den für die minimalinvasive Chirurgie benötigten Endoskopen wird die weniger als 3 mm große Linse in das Edelstahlobjektiv geklebt. Dabei ist nicht nur die effiziente Mikrofertigung aus wirtschaftlicher Betrachtung relevant, sondern auch die dauerhafte Beständigkeit der Klebung bei den vorherrschenden anspruchsvollen Einsatzbedingungen. In der Klinik müssen Geräte wie Endoskope nach jedem Gebrauch sterilisiert werden und sind dabei hohen Temperaturschwankungen ausgesetzt.

Noch längst ist das Einsatzspektrum von geklebten Hybridkombinationen aus Edelstahl Rostfrei und neuen Werkstoffen nicht ausgeschöpft. Prozesssicherheit und hohe Flexibilität machen diese Fügetechnik insbesondere auch für künftige Anwendungen im automobilen Leichtbau interessant. Zusätzliche Bedeutung erhält sie vor dem Hintergrund von Energiebilanzbetrachtungen. Das im Vergleich zu anderen Werkstoffen einfache Trennen und Wiederaufbereiten ist ein starkes Argument für die in vielfacher Hinsicht nachhaltig guten Verbindungen mit Edelstahl Rostfrei, die das Siegel für Qualität tragen.

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