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Wenn es um Klebanwendungen im Automobilbau geht, denken die meisten Ingenieure wahrscheinlich an strukturelle Verklebungen in Karosserien, Windschutzscheiben oder Panoramadächern. Tatsächlich wird der Großteil der 15 kg Klebstoff, die in der Regel pro Auto verbraucht werden, allein für diese drei Anwendungen sowie zunehmend auch für die Verklebung von Komponenten wie Motorhauben, Heckklappen und Spoiler verwendet. Aber es gibt noch zahlreiche weitere spannende Anwendungen, bei denen das Kleben seine Stärken in Bezug auf Multi-Material-Verbindungen, Miniaturisierung, Multifunktionalität sowie Automatisierung ausspielen kann. Hier finden Sie fünf Beispiele.
Heute sind bis zu hundert Sensoren pro Auto verbaut. Da sich die Sensoren an Stellen befinden, an denen sie quantitative Daten wie Temperatur, Druck oder Geschwindigkeit erfassen sollen, müssen sie diese Signale zuverlässig an Steuergeräte oder Auswertungselektronik übertragen. Deshalb braucht jeder Sensor einen auf seinen Einsatzbereich abgestimmten Klebstoff.
Dies lässt sich besonders gut am Beispiel von Hall-Sensoren veranschaulichen. Diese Sensoren sind die erste Wahl, wenn es um die Erfassung von Position oder Geschwindigkeit geht: Sie messen zum Beispiel die Drehung des Rades auf der Radnabe. Die hier verwendeten Klebstoffe müssen sehr beständig gegen Einflüsse von Medien wie Öl, Benzin oder Bremsflüssigkeit sein und werden Salzsprüh-, Reflow- (JEDEC) und Vibrationstests unterzogen. Je nach Ausführung werden die Sensoren nur strukturell geklebt oder komplett umgossen.
Ein starker Fokus wird dabei auf die Effizienz, Nachhaltigkeit und Zuverlässigkeit der damit verbundenen Produktionsprozesse gelegt. Unter den Klebstoffen, die diese Anforderungen erfüllen, sind dualhärtende Klebstoffe (mit zwei Aushärtungsschritten) für diesen Zweck besonders geeignet.
Some of the many possible bonding areas in a car.
Nach einer ersten Lichthärtung, die eine schnelle Fixierung für die Weiterverarbeitung ermöglicht, sorgt ein zweiter Aushärtungsmechanismus für eine zuverlässige Endaushärtung des Klebstoffs auch in Schattenzonen. Dieser kann auf unterschiedliche Weise ausgelöst werden, zum Beispiel durch Wärmezufuhr, durch Feuchtigkeit oder durch anaerobe Effekte. Dank Dualhärtung können hohe Stückzahlen schnell produziert werden.
Medienbeständigkeit: Muss Ölen, Benzin, Bremsflüssigkeiten und anderen aggressiven Substanzen standhalten.
Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse: Getestet gegen Salzsprühnebel, Vibration und Reflow (JEDEC), um die Leistung unter extremen Bedingungen zu gewährleisten.
Flexibilität im Design: Je nach Sensortyp für strukturelle Verklebung oder Vollverkapselung geeignet.
Effiziente Produktion: Dualhärtende Klebstoffe ermöglichen eine schnelle Vorfixierung und eine zuverlässige Endaushärtung, auch in schattigen Bereichen.
Produktion hoher Stückzahlen: Duale Aushärtungsprozesse ermöglichen eine schnelle, skalierbare Produktion mit minimalen Ausfallzeiten.
Die meisten modernen Autos sind mit mindestens einer Kamera ausgestattet, von der Rückfahrkamera bis zur Verkehrszeichenerkennung, Spurhalteassistent oder Kollisionswarnung. Die Anforderungen sind besonders hoch, da sich diese Kameras außerhalb des Fahrzeugs befinden. Dementsprechend müssen sie den täglichen und saisonalen Temperaturschwankungen sowie Regen, Schnee und Eis standhalten.
Die kritischste Auswirkung hat das Streusalz, das im Winter von den Straßen aufgewirbelt wird und auf viele Materialien eine Alterungswirkung hat. Das macht deutlich, dass die Klebstoffe eine gute Beständigkeit aufweisen müssen, damit die Verklebungen den extremen Bedingungen standhalten.
Geringe Ausgasung und geringe Schrumpfung des Klebstoffs sind weitere wesentliche Faktoren, um negative Auswirkungen auf optische Komponenten zu vermeiden. Hier kommen praktisch ausschließlich dualhärtende Klebstoffe zum Einsatz, die nicht nur die erforderliche Genauigkeit und Zuverlässigkeit bieten, sondern auch eine hohe Produktionsgeschwindigkeit ermöglichen.
Entscheidend für die Funktion der Optik ist, dass sich die Position des Objektivs nach der Produktion nicht verändert. So können die Kameramodule direkt nach der nur wenige Sekunden dauernden Lichtfixierung verarbeitet werden, bei der die Optik aktiv ausgerichtet und "eingefroren" wird („Active Alignment“). In der anschließenden Warmhärtung im Batch-Verfahren erhält der Klebstoff seine endgültigen Eigenschaften.
Frontkamera am Auto, Klebstoff für das aktive Ausrichten des Objektivs magenta illustriert.
Mehr Leistung und weniger Platz
Bei Elektromotoren jeglicher Art sind Verbesserungen und vor allem ein hoher Wirkungsgrad äußerst wichtig. Klebstoffe tragen dazu bei, sie kleiner und effizienter zu machen, indem sie durch dünne Klebspalten den bei klassischen Fügeprozesse erforderlichen Bauraum reduzieren.
Speziell für Elektromotoren entwickelte Produkte zeichnen sich durch spaltfüllende und spannungsausgleichende Eigenschaften aus und bieten höchste Festigkeit sowie Temperatur- und Medienbeständigkeit und Schlagzähigkeit, was sie für eine Reihe von Motoranwendungen interessant macht. Aus diesem Grund entscheiden sich immer mehr Motorenhersteller für das Kleben von Ferrit- oder Seltenerd-Magneten in die Stahlgehäuse oder Blechpakete.
Im Vergleich zur mechanischen Verklammerung oder Bandagierung bieten Klebverbindungen neben dem geringeren Platzbedarf zahlreiche Vorteile, zum Beispiel in Bezug auf Fertigungstoleranzen, Korrosionsschutz oder Vibrationssdämpfung. Darüber hinaus werden segmentierte Magnete zunehmend durch Kleben gestapelt („magnet stacking“), um Wirbelströme zu reduzieren. Die daraus resultierende geringere Wärmeentwicklung in den Magneten führt zu einem höheren Wirkungsgrad.
Explosionszeichnung eines Elektromotors, Klebstoff-Anwendungen magenta illustriert.
Statoren werden ebenfalls häufig in ihre Gehäuse geklebt. Denn auch hier bietet das Kleben einige Vorteile gegenüber herkömmlichen Fügeverfahren. So sind Klebstoffe dank einer homogenen Spannungsverteilung in der Lage, thermische Spannungen zu kompensieren, die durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen Stator und Gehäuse entstehen können.
Schließlich werden häufig Vergussmassen verwendet, um empfindliche Motorenteile vor Feuchtigkeit, Medien oder mechanischer Belastung zu schützen. Diese Verbindungen sind so zuverlässig, dass die Motoren sogar dauerhaft in Automatikgetriebe-Flüssigkeit betrieben werden können. Bei kaum einer anderen Anwendung können Klebstoffanwender von so vielen Produktionsmöglichkeiten profitieren wie bei der Verklebung von Elektromotoren. Die Aushärtung ist in vielen Fällen durch Wärme, unter Luftabschluss oder bei zweikomponentigen Produkten auch bei Raumtemperatur möglich.
Werden höhere Anforderungen an die Klebgenauigkeit gestellt oder ist eine direkte und schnelle Weiterverarbeitung erforderlich, geht dieser Endaushärtung häufig eine erste Lichtfixierung voraus. Diese zahlreichen Produktionsmöglichkeiten machen das Kleben zur idealen Lösung für flexible, skalierbare und effiziente Produktionsprozesse.
Verbesserung von Wärmemanagement und Effizienz
Auch in dem noch jungen Bereich der Batterien für Elektroautos spielen Klebstoffe eine wichtige Rolle. Ihre Aufgaben sind ebenso vielfältig wie die Batteriepakete komplexe Strukturen und unterschiedliche Konzepte aufweisen.
Die Beispiele reichen von der Verklebung von Kondensatoren und Drosseln auf Leiterplatten von Batteriesteuergeräten über die schraub- und schweißfreie Befestigung von Kühlkörpern und Batteriezellen, den Schutz bestimmter Bauteile durch Verguss bis hin zum Batteriepack selbst.
Auch die Verwendung von Klebstoffen für die elektrisch leitende Verbindung von Halbleiterelementen (z.B. in einem Wechselrichter) bietet mehrere Vorteile. In vielen Fällen müssen Klebstoffe die im Betrieb entstehende Wärme ableiten können und flammhemmende Eigenschaften besitzen.
Häufig werden von Klebstoffen auch Dichtungseigenschaften verlangt. Insbesondere darf der Klebstoff die elektrochemische Funktion der Batteriezelle nicht beeinträchtigen.
In Anbetracht der zunehmenden Anzahl elektrifizierter Autos auf den Straßen sind derzeit viele Klebstoffentwicklungen im Gange, die sich auf schnelle Produktionsprozesse konzentrieren. Neben der klassischen Wärme- oder Raumtemperaturhärtung bieten vor allem die Lichthärtung und die Lichtfixierung viele Möglichkeiten für eine effiziente Produktion höherer Stückzahlen.
Wärme abzuleiten ist eine der wichtigsten Aufgaben für Klebstoffe in Batterien.
Schutz der Elektronik vor extremen Bedingungen
Jedes Auto enthält zahlreiche Steckverbindungen, zum Beispiel in Steuergeräten und Sensoren. Diese Steckverbinder müssen zuverlässig abgedichtet werden, um die Elektronik vor Feuchtigkeit, Medien und Korrosion zu schützen, auch bei extremen Temperaturen.
Automobilzulieferer verwenden in der Regel versilberte Stecker-Pins, da sie kostengünstiger als Gold und zuverlässiger als Kupfer sind. Das Silber wird mit einer zusätzlichen Passivierungsschicht versehen, um es vor Anlaufen und Abrieb zu schützen. Diese Beschichtung basiert in der Regel auf Thiol und galt lange Zeit als schwer zu verkleben.
Inzwischen gibt es aber auch Dichtstoffe, die genau für diese Pins optimiert sind. Sie müssen dabei nicht nur auf den Pins, sondern auch auf dem Gehäusematerial sehr gut haften.
Im Bereich der Kunststoffe sind dies meist PA und PBT. Dank der guten Temperaturwechselbeständigkeit gilt dies auch unter den strengen Bedingungen des Automobilsektors, die besonders anspruchsvoll sind. Typische Dichtigkeitstests prüfen die Temperaturbeständigkeit bis +150 °C und umfassen auch Thermoschocktests von -40 °C bis +150 °C. Da gute Dichtstoffe im ausgehärteten Zustand flexibel sind, kompensieren sie auch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen von Metall-Pins und Kunststoffgehäusen.
Dichtungsmassen wie DELO DUALBOND GE4918 (magenta illustriert) dichten die Pins von Steckern, etwa für Steuergeräte, zuverlässig ab.
Solche Produkte ermöglichen schnelle und einfache Produktionsprozesse mit einem hohen Maß an Sicherheit. DELO DUALBOND GE4918, ein einkomponentiges Produkt, ist leicht zu dosieren, weist gute Fließeigenschaften auf und lässt sich mit Hilfe von hochintensivem UV-Licht in 10 bis 20 Sekunden fixieren.
In schattigen Bereichen, die vom Licht nicht erreicht werden können, ermöglicht ein zweiter Aushärtungsmechanismus die vollständige Aushärtung des Klebstoffs unter dem Einfluss der Luftfeuchtigkeit. Eine Inline-Dichtheitsprüfung kann unmittelbar nach der UV-Licht-Fixierung durchgeführt werden.
Klebstoffe sind aus dem Automobilbau nicht mehr wegzudenken. Ihre unterschiedlichen Eigenschaften erlauben den Einsatz einer Vielzahl von Materialkombinationen und eröffnen neue Gestaltungsmöglichkeiten. Neben der Verbindung zweier Teile erfüllen die Klebstoffe weitere Funktionen wie Korrosionsschutz und Abdichtung gegen aggressive Medien. Sie treiben aber nicht nur den Leichtbau voran. Indem sie die Miniaturisierung insbesondere in der Automobilelektronik ermöglichen, lassen sich auch Ressourcen schonen und Bauraum einsparen.
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DELO ist ein führender Anbieter von Hightech-Klebstoffen. Seit über 25 Jahren bieten wir Lösungen für die Automobil-, Elektronik- und Halbleiterindustrie. Unsere innovativen Technologien setzen Maßstäbe in der Branche. Unternehmen wie Bosch, Huawei und Siemens vertrauen DELO für überlegene Klebetechnologien
![[Translate to German:] A white BMW sedan speeding along a road with blurred trees in the background. The car is in sharp focus, showcasing its sleek design and sporty appearance.](/fileadmin/_processed_/f/e/csm_Automotive_White-Car-sunrise_realstage_content_1280x938_07eb28ce24.webp)
![[Translate to German:] Magnets in an electric motor are being fixed using light and high-temperature adhesive, with DELO equipment visible.](/fileadmin/_processed_/e/3/csm_Automotive_light-fixation-magnet-electric-motor_production_content_1413x942_edff39efce.webp)
![[Translate to German:] Illustration of microlens array headlamp module](/fileadmin/_processed_/7/8/csm_news_led-bonding-automotive_mla_headlamp_darkstage_content_05767dc570.webp "[Translate to German:]")
