October 15, 2020

Automobilmontage beschleunigen mit Norbond® Befestigungs‑Klebebändern

Norbond Foam Bonding Tapes for auto exterior and body components | Saint-Gobain Tape Solutions
Abbildung 1: Beispiele für Klebebänder, die für Anwendungen zur Befestigung im Automobilbereich verwendet werden. Quelle: Saint-Gobain®.

Während des Montageprozesses im Automobilbereich werden mehrere Komponenten dauerhaft an der Fahrzeugaußenseite befestigt, darunter Embleme und Namensschilder, Radgewichte und Seitenschutzleisten. Diese Teile erfordern eine leistungsstarke und zuverlässige Befestigungstechnologie, die den anspruchsvollen Herstellungsprozessen in der Automobilindustrie gerecht wird. Obwohl verschiedene Befestigungsmethoden verfügbar sind, darunter mechanische Befestigungen und Flüssigklebstoffe, sind Schaumklebebänder die bevorzugte Technologie der Branche aufgrund ihrer Zuverlässigkeit, Kosteneffizienz und Leistungsfähigkeit.

Saint-Gobain Norbond® Befestigungsklebebänder, die eine Kombination aus elastomeren Schaumkernen und einem langlebigen druckempfindlichen Acrylklebstoff (PSA) verwenden, sind für eine dauerhafte und langanhaltende Haftung bei einer Vielzahl von Fahrzeuganwendungen konzipiert. Norbond Befestigungsklebebänder sind die ideale Wahl für Außenanwendungen, da sie eine unvergleichliche Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Vielzahl von Umwelteinflüssen bieten.

Befestigungsmethoden für Komponenten

Norbond Befestigungsklebebänder sind speziell entwickelt, um viele der typischen Montageprobleme zu überwinden, bei denen andere Befestigungstechnologien versagen. Die Befestigung mit Klebeband ist schneller und einfacher im Vergleich zu Flüssigklebstoffen. Die Befestigung mit Klebeband erfordert lediglich Pressen in der Montagelinie, um ausreichenden Druck auf das Klebeband auszuüben, ohne dass weitere spezielle Verarbeitungsausrüstung erforderlich ist. Im Allgemeinen sollten Schaumklebebänder mit einem Druck von 15 PSI für mindestens fünf Sekunden aufgetragen werden. Es ist einfach, geschnittene Rollen von Befestigungsklebeband oder vorgeschnittene Klebebandpads, die auf die Klebefläche abgestimmt sind, zu verwenden. Norbond Befestigungsklebebandlösungen können in automatisierten Linien eingesetzt werden, wodurch die Effizienz verbessert und manuelle Fehler reduziert werden. Eine wichtige Empfehlung ist, die Oberfläche immer zuerst mit Isopropylalkohol (IPA) oder einer Mischung aus IPA und Wasser zu reinigen.

Die Befestigungsmethoden mit Klebeband sorgen für ein sauberes Erscheinungsbild, ohne Löcher oder Spannungsbereiche zu erzeugen, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Lecks, Korrosion und beschädigten Oberflächen verringert wird. Bei Anwendungen mit mechanischen Clips kann die Kombination mit Klebeband dazu beitragen, das Teil fest am Fahrzeug zu halten, die Sichtlinien zu verbessern und Geräusche sowie Klappern der Teile zu reduzieren.

Norbond Befestigungsklebebänder bieten mehrere Vorteile für die Klebeintegrität:

  • Die Last der Verbindung wird über eine größere Fläche verteilt. Dies eliminiert Spannungsbereiche und minimiert Unterschiede in Materialeigenschaften, wie beispielsweise Unterschiede im Elastizitätsmodul und im thermischen Ausdehnungskoeffizienten.
  • Klebstoffe und Schaum sind flexibel und daher widerstandsfähig gegenüber leichten Stößen und toleranter im Vergleich zu spröderen Montageverfahren.
  • Die Flexibilität des Schaums ermöglicht es dem Klebeband, sich an Körperkonturen und Formen anzupassen, wodurch eine vollständige Verbindung und eine bessere Lastverteilung erreicht wird.
  • Schaum gleicht Maßabweichungen und Diskrepanzen aus, die durch Toleranzaufbauten entstehen.
  • Es gibt keine Restspannungen durch Befestigungselemente oder Schrumpfung durch thermische Aushärtung, was wichtig ist beim Verkleben langer Zierteile, bei denen Befestigungselemente je nach thermischem Ausdehnungskoeffizienten zu Verformungen oder Verzerrungen führen könnten.
  • Die Klebkraft nimmt nach der anfänglichen Montage zu und erreicht nach 72 Stunden ihre maximale Stärke, da zusätzliche Klebeverbindungen entstehen.

Darüber hinaus bieten Norbond Befestigungsklebebänder mehrere Leistungsmerkmale, darunter:

  • Vibrations- und Stoßisolierung
  • Gute thermische und akustische Isolierung
  • Abdichtung zusätzlich zur Verklebung
  • Nicht leitende Verbindungen, die wichtig sind für die Verklebung unterschiedlicher Metalle und Legierungen
  • Reduzierung oder Eliminierung von Klappergeräuschen durch mechanische Befestigungselemente
  • Ein sauberes, ordentliches Erscheinungsbild
  • Verbesserung der Fertigungsdurchlaufzeit
  • Optimierte Fahrzeugkarosserieoberflächen zur Minimierung des parasitären Luftwiderstands

Arten von Norbond Schaum-Befestigungsklebebändern

Norbond Foam Bonding Tape | Saint-Gobain Tape Solutions
Abbildung 2: Design von Norbond Schaum-Befestigungsklebebändern mit verschiedenen Schichten. Quelle: Saint-Gobain.

Schaum-Befestigungsklebebänder bestehen aus einem Schaumkern, der auf beiden Seiten mit einem Klebstoffmaterial beschichtet ist. Die Klebstoffchemie kann auf Acryl-, Silikon- oder Kautschukbasis sein. Klebstofftechnologien umfassen druckempfindliche Klebstoffe (PSA), wärmeaktivierte Klebstoffe und Heißschmelzklebstoffe. Norbond Befestigungsklebebänder bestehen aus Acryl-PSA-Beschichtungen auf einer Vielzahl von Schaumkernen.

Der Typ des Klebebands wird normalerweise nach dem Kern- oder Trägermaterial benannt, aus dem es besteht; Schaum-Befestigungsklebebänder werden so genannt, weil der Träger oder die Rückseite aus flexiblem Schaum besteht. Saint-Gobain bietet zwei Arten von Befestigungsklebebändern an: Norbond Acryl-Schaum-Befestigungsklebebänder und Norbond Polyurethan (PUR) Schaum-Befestigungsklebebänder.

 

 

Leistungseigenschaften von Schaum-Befestigungsklebebändern

Typical stress-strain behavior curves for Norbond foam backings | Saint-Gobain
Abbildung 3: Typische Spannungs-Dehnungs-Kurven für Schaumkerne. Quelle: Saint-Gobain.

Bevor entschieden wird, welches Norbond Schaum-Befestigungsklebeband für eine Montageanwendung verwendet werden soll, ist es entscheidend, zunächst die Zugfestigkeitseigenschaften der einzelnen Schaumklebebänder zu verstehen. Polyurethan (PUR)-Schaumkerne haben eine höhere Zugbruchfestigkeit als Acrylschaum, aber Acrylschäume weisen aufgrund ihrer Dehnungswerte eine höhere Flexibilität oder Duktilität auf. Diese erhöhte Dehnung ermöglicht es Norbond Acryl-Schaum-Klebebändern, größere Belastungen vor dem Versagen auszuhalten, was nützlich ist beim Verkleben großer flacher Komponenten an Karosserieteilen, bei denen CTE-Unterschiede auftreten. Norbond PUR-Befestigungsklebeband ist vorteilhaft bei Anwendungen, bei denen eine höhere Zugfestigkeit erforderlich sein könnte, wie z. B. beim Verkleben kleiner Teile wie Emblemen.

Adhesion bond test modes | Saint-Gobain Tape Solutions
Abbildung 4: Verschiedene Haftungstestmethoden zur Bestimmung der Klebeeigenschaften. Quelle: Saint-Gobain.

Die exakten Klebstoffeigenschaften und die Klebfestigkeit hängen davon ab, wie die Belastung auf die Verbindung aufgebracht wird. Dabei können unterschiedliche Belastungsarten auftreten, wie Zugbelastung (Abziehen), Schälbelastung und Überlappungsscherung, die jeweils unterschiedliche Spannungen in der Klebefuge erzeugen. Diese Einsatzbedingungen lassen sich durch spezifische Haftungsprüfungen simulieren.
Die Klebfestigkeit variiert in Abhängigkeit von mehreren Faktoren, darunter die Art des Substrats, der aufgebrachte Druck, die Temperatur sowie die Oberflächenvorbehandlung. Es gibt außerdem Substrate mit niedriger Oberflächenenergie, wie Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und thermoplastische Olefine (TPO), die die Benetzung der Oberfläche erschweren. Eine gute Oberflächenbenetzung ist jedoch entscheidend für starke Klebeverbindungen und kann durch eine Erhöhung der Oberflächenenergie, beispielsweise mithilfe von Haftvermittlern, Corona‑Behandlung oder vergleichbaren Verfahren, verbessert werden.
Für spezifische Empfehlungen oder Fragestellungen sollte stets der Hersteller von Schaumklebebändern konsultiert werden. Saint‑Gobain ist ein anerkannter Hersteller von Befestigungs‑Klebebändern mit einer langjährigen Erfahrung in der Entwicklung von Verbindungssystemen für Automotive‑Außenanwendungen. Die Wahl von Saint-Gobain als Partner bei der Entwicklung der Befestigungssysteme für Ihre Karosserie- und Außenkomponenten von Fahrzeugen kann den Erfolg eines Designprojekts sicherstellen.

Nachdem der Ingenieur die Spannungsanalysen durchgeführt und verstanden hat, wie die Verbindung belastet wird, können die optimalen Materialien für Befestigungsklebebänder basierend auf den gewünschten Schäl-, Zug- und Scherhaftungseigenschaften ausgewählt werden. In einigen Fällen kann es sein, dass es einen einzigen oder primären Belastungsmodus gibt, während in anderen multimodale Belastungen auftreten könnten. Polyurethan bietet die beste Klebeleistung bei kleineren Teilen wie Emblemen, Namensschildern, Shark-Fin-Antennen und Sensoren aufgrund der hohen Zug- und Scherfestigkeit. Lange, schmale, flexible Komponenten wie Seitenschutzleisten, Kotflügelverbreiterungen, Fensterrahmen, Schwellerverkleidungen und Säulenapplikationen unterliegen Schäl- und Spaltspannungen, sodass ein Acryl-Schaum-Klebeband typischerweise bevorzugt wird.

Befestigungs-
Klebeband
Durchschnittliche kontinuierliche Schälhaftung
(N/cm)
Maximale dynamische Zughaftung
(kPa)
Maximale dynamische Scherhaftung
(kPa)
Acryl-Schaum39530650
Polyurethan-Schaum14840850

 

Für eine bessere UV-Beständigkeit sollten Norbond Acryl-Schaum-Befestigungsklebebänder gegenüber Norbond PUR-Schaum-Klebebändern gewählt werden. In Anwendungen, bei denen Geräusche, Vibrationen und Rauheit (NVH) reduziert werden sollen, wird jedoch Polyurethan-Schaum aufgrund seiner höheren Kompressibilität, Polsterung und Dämpfungseigenschaften empfohlen.