Standhafte Klebeverbindungen

Endoskop-Objektiv bestehend aus mehreren im Strahlengang miteinander verklebten Glaslinsen. (Produkt: Richard Wolf GmbH) © Fraunhofer IFAM

Unter den Fügetechniken gibt es kaum eine, die sich so umfassend entwickelt wie die Klebtechnik. Auch in der Medizin wird das Fügeverfahren zunehmend eingesetzt. Medizintechnische Artikel, die mit Klebtechnik gefertigt sind, zeigen Forscher auf der Messe MEDTEC.

Es gibt gute Gründe dafür, immer mehr Teile von Flugzeugen und Autos zu kleben, statt sie zu schrauben, nieten, löten oder schweißen. Der große Vorteil dieser Fügetechnik: Die Kräfte zwischen den Komponenten verteilen sich auf größere Flächen. Das vermeidet hohe punktuelle Belastungen. Geklebt wird kalt oder bei moderaten Temperaturen, so dass thermische Spannungen oder ein Verzug von Teilen ebenso ausgeschlossen sind wie Schäden durch Überhitzung. Kleber machen Verbindungen leicht, oft ersetzen sie nebenbei eine Dichtung und verbinden Materialien, die sonst nur widerwillig eine dauerhafte Ehe eingehen – etwa Glas und Metall.

„Wenn eine neue Klebverbindung geplant wird, genügt es nicht, den richtigen Klebstoff zu finden“, erläuterte Thomas Gesang vom Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen. „Art und Qualität der Montage beeinflussen ganz maßgeblich die Leistung und Zuverlässigkeit des Gesamtsystems und können daher bis zu 80 Prozent des Preises ausmachen.“ Eine der Hauptursachen für Fehler und Ausfälle bei mikromechanischen oder -optischen Aufbauten ist Stress, wie der Spezialist der Abteilung Klebtechnik und Oberflächen betont. Welchen extremen Belastungen Klebverbindungen inbesondere in medizintechnischen Geräten standhalten müssen, zeigt das Beispiel eines zylindrischen Endoskopobjektivs: Die optischen Komponenten werden mit Übermaß eingeklebt, um sie später auf einen einheitlichen Durchmesser abzuschleifen. Die Prozedur belastet die Klebung. Auch die mit den wiederkehrenden Sterilisationen verbundenen extremen Temperatur-Wechsel muss das geklebte Endoskopobjektiv vertragen. Die Materailforscher des IFAM haben untersucht, welcher Klebeprozess diesem Stress am besten stand hält. dabei haben sie das Gesamtsystem und seine Einsatzbedingungen berücksichtigt.

Auf der MEDTEC in Stuttgart stellen die Forscher das Endoskop sowie viele andere geklebte medizintechnische Artikel vor. Vom 7. bis 9. März können sich Besucher der Messe in Halle 5 am Stand 1427 auch über das umfangreiche Schulungsangebot am Klebtechnischen Zentrum informieren. „Als wir vor zwölf Jahren mit dem weltweit ersten Lehrgang zur Klebfachkraft anfingen, war nicht abzusehen, dass daraus mal ein derartiger Exportschlager würde“, fasst dessen Leiter Andreas Groß die Entwicklung zusammen.

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Marion Horn Fraunhofer-Gesellschaft

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