Prüfung von Klebeverbindungen
Klebstoffe werden zunehmend auch für anspruchsvollere Anwendungen eingesetzt und aus diesem Grund wird es immer wichtiger, ihr statisches und Ermüdungsverhalten unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen besser zu verstehen.
Die mechanischen Eigenschaften von Klebeverbindungen lassen sich mit einer Reihe verschiedener Methoden untersuchen. Die Messung der Festigkeit einer Klebeverbindung zwischen zwei steifen Teilen erfolgt üblicherweise mit einer Zugscherfestigkeitsprüfung. Zur Bestimmung der Festigkeit von Verbindungen zwischen flexiblen Komponenten oder zwischen steifen und flexiblen Komponenten wird eine Reihe von Schälversuchen durchgeführt.
Bruchzähigkeitsprüfungen werden durchgeführt, um das Risswachstum bei Klebeverbindungen unter statischen und dynamischen Belastungen zu untersuchen. Die Ergebnisse von Bruchzähigkeitsuntersuchungen ermöglichen ein besseres Verständnis des Klebemechanismus und der Gründe für ein Versagen einer Klebeverbindung.
Mit den elektromechanischen und dynamischen Prüfmaschinen von Instron können alle Arten von Klebeverbindungen geprüft werden. Zur Bewertung der Eigenschaften von Klebstoffen wird außerdem eine Reihe von Spannzeugen und Vorrichtungen angeboten. Zugscherprüfungen werden üblicherweise mit Keilspannzeugen, seitlich wirkenden Schraubspannzeugen oder pneumatischen Spannzeugen durchgeführt. Dazu gehören z.B. 90° -Schälversuche, Schälversuche mit variablem Winkel, Prüfungen mit beweglicher Rolle oder drehender Rolle. Spezielle Vorrichtungen wie z.B. die Schälvorrichtung mit Klettertrommel stehen für die Prüfung von Klebeverbindungen an Sandwichplatten zur Verfügung. Die Software Bluehill® Universal eignet sich hervorragend für statische Prüfungen an Klebeverbindungen und ein optionales Anwendungsmodul für die Klebstoffprüfung umfasst eine Reihe von vorkonfigurierten Methoden nach ASTM, EN und ISO-Standards.Ermüdungsprüfungen an Klebeverbindungen können auf dynamischen Prüfmaschinen mit einem für dynamische Prüfungen ausgelegten mechanischen oder hydraulischen Spannzeug durchgeführt werden. Klebstoffe werden häufig unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen geprüft. Hierfür bietet Instron geeignete Klimakammern an.
Im Zuge der stetigen Weiterentwicklung im Automobilbau werden mechanische Befestigungselemente als konventionelle Lösung zum Verbinden von Metallen, Kunststoffen, Gummi oder Glas immer häufiger durch Klebeverbindungen ersetzt. Spezielle Klebstoffrezepturen werden verwendet, um strukturelle Rahmenbauteile, Windschutzscheiben oder andere Komponenten zu verbinden. Dies kann neben ästhetischen Vorteilen auch zu einer Senkung von Geräuschen und Schwingungen führen (NVH) und die Fertigungskosten senken. Angesichts der wachsenden Verwendung von Klebstoffen müssen Kfz-Hersteller und Klebstofflieferanten auch neue Prüfprotokolle entwickeln, um die strukturelle Integrität der Klebeverbindung unter allen denkbaren Einsatzbedingungen zu gewährleisten. Die Aufprallkräfte bei einem Crash können zu einem Versagen geklebter Bereich des Rahmens oder der Windschutzscheibe führen und schwerwiegende Verletzungen von Fahrzeuginsassen zur Folge haben.
Zur Untersuchung der Auswirkungen bestimmter Produkt- und Prozessvariablen setzen Automobil- und Klebstoffhersteller üblicherweise die Keilschlagprüfung nach ISO 11343 ein. Instron bietet für diese Prüfungen sowohl standardmäßige als auch kundenspezifische Konfigurationen auf Grundlage der ISO 11343 an, die eine speziellen Halterung und einen Schlagkörper zur Einleitung von Schlagkräften in Windschutzscheiben-Prüfkörper, die mit Kfz-Rahmenkomponenten verklebt sind, umfassen. In Verbindung mit einer Temperierkammer kann dieses Schlagprüfsystem Forschungs- und Entwicklungsabteilungen in die Lage versetzen, mit unterschiedlichen Materialzusammensetzungen, Aushärtebedingungen und Temperaturen zu experimentieren, um die Produkteigenschaften zu optimieren und gesetzliche Vorgaben zu erfüllen.