Das Fügeverfahren Kleben gewinnt in der Gegenwart in vielen Zweigen der Wirtschaft zunehmend an Bedeutung. Das Verwenden neuer Werkstoffe, das Verbinden unterschiedlichster Materialien sowie der Leichtbau wären heute ohne Kleben undenkbar. In der Kombination mit anderen Fertigungsverfahren wie Nieten, Schweißen oder Clinchen ergeben sich für die Klebetechnik heute völlig neue Anwendungsmöglichkeiten. Um feste und besonders dauerhafte Klebverbindungen erzielen zu können sind - bei gegebenem Material und entsprechender konstruktiver Auslegung - eine optimale Vorbehandlung der Klebstellen und eine geeignete Klebstoffauswahl entscheidend.

Am Institut für Oberflächen- und Fertigungstechnik der TU Dresden gehen die Mitarbeiter von Prof. Dr. Eckhard Beyer beim Kleben verschiedenster Materialien recht unkonventionelle Wege. Bei der Oberflächenbehandlung setzen sie neben bewährten chemischen und mechanischen Verfahren auf  den Einsatz von Plasma- und Lasertechnik. Letztere eignet sich nicht nur zur Oberflächenbehandlung sondern auch zur Klebstoffaushärtung und zum selektiven Aufschmelzen von Schmelzklebstoffen. Außerdem können mit dem Laser noch nicht ausgehärtete Klebungen punktförmig fixiert werden. Vorteile dieser Methode sind die berührungslose und partielle Behandlung der Fügeteile, die gute Integrierbarkeit in  Produktionsprozesse sowie die ökologische Unbedenklichkeit.

Alle üblichen Lasersysteme, vom UV bis zum mittleren Infrarot, sind für die Vorbehandlung mit Laserstrahlen geeignet. Meist werden  derzeit jedoch Festkörperlaser eingesetzt. Bei ihren Forschungs- und Entwicklungsarbeiten fanden die TU-Experten zudem heraus, dass auf ein zusätzliches Reinigen und Entfetten der Oberfläche verzichtet werden kann. Weitere Pluspunkte: Die Vorbehandlung mit Atmosphärenplasma oder Laserstrahlen erhöht wesentlich die Festigkeit und vor allem die Langzeitbeständigkeit von Klebungen. Zum Aushärten von Klebstoffen werden bei warmhärtenden Klebsystemen die Fügeteile gezielt mit der Laserstrahlung erwärmt oder UV-Laser "bestrahlen" direkt die aushärtenden Klebstoffe.

Der Einsatz eines Diodenlasers hat die TU-Wissenschaftler ebenso bei der Entwicklung eines völlig neuartigen Fügeverfahrens zur Schmalflächenbeschichtung von Werkstoffplatten aus Holz entscheidend vorangebracht. Dabei wird speziell hergestelltes Kantenmaterial in einer Kantenanleimmaschine kurz vor der Fügestelle durch den Laser gezielt erwärmt und an die Platte gedrückt. Als besonders vorteilhaft erweisen sich dabei das berührungslose Arbeiten und der lokal begrenzte Energieeintrag. Und: Die sonst störende Klebfuge ist bei diesem Verfahren nicht mehr sichtbar. Interdisziplinäres Agieren ist auch hier der Schlüssel zum Erfolg. In diesem speziellen Fall arbeiten die Dresdner Fertigungstechniker Hand in Hand mit den Experten des TU-Instituts für Holz- und Papiertechnik. 

Das Thema lasergestützes Kleben ist für die Fertigungstechniker an der TU Dresden aber noch lange nicht ausgereizt: In weiteren Entwicklungsarbeiten kombinierten sie das Remote-Laserstrahlschweißen mit dem Kleben und fanden dabei heraus, dass die Schweißpunkte die Klebung während des Aushärtens fixieren. Dies führt zu optimierten Fertigungsprozessen.

Weitere Information für Journalisten:
TU Dresden, Fakultät Maschinenwesen, Institut für Oberflächen- und Fertigungstechnik, Dr. Irene Jansen
Tel.: 0351 463-35210, Fax: -37755

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