Schaltbarer Klebstoff - Zerlegen auf Knopfdruck

Dieses Thema im Forum "Netzwelt" wurde erstellt von Melcos, 8. August 2006 .

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  1. #1 8. August 2006
    Schaltbarer Klebstoff

    Artikel auf dem heise newsticker:

    Jana Kolbe vom Fraunhofer- Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung hat einen Schmelzklebstoff aus Polyamid mit acht Megapascal (81 Kilogramm pro Quadratzentimeter) Zug- und Scherfestigkeit entwickelt. Das Besondere: Der Klebstoff löst sich wieder, wenn die Verbindung gleichzeitig einer Spannung von 48 Volt ausgesetzt und auf 65 Grad erwärmt wird. Geschieht nur eines von beidem, bleibt die Klebung fest. Prinzipiell hält Kolbe das Klebeverfahren für einen geeigneten Ersatz für dauerhafte Schraub- und Schweißverbindungen aller Art.

    Ebenfalls an einem abschaltbaren Klebstoff arbeiten Kalle Levon, Victor Barinov und Robert Dabrowski von der Polytechnischen Universität Brooklyn. Die US-Forscher setzen auf Hydro-Polymer-Gele. Sie haben festgestellt, dass die Klebekraft einiger dieser Gele durch ein elektrisches Feld auf nahezu Null reduziert werden kann: Die langkettigen Kohlenwasserstoffmoleküle, die ihre Klebewirkung über Wasserstoffbrückenbindungen entfalten, wandern unter Stromeinfluss ins Innere der Gelschicht der Kleber lässt sich also nicht nur ab- sondern auch wieder anschalten.

    source: heise.de

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    Zerlegen auf Knopfdruck

    Artikel auf Technology Review

    Als der Volksmund den Kleinstwagen Lloyd LP 300 wegen seiner mit Kunstleder bezogenen Sperrholzkarosserie Leukoplastbomber taufte, war das keineswegs schmeichelhaft gemeint, sondern bespöttelte ein als windig empfundenes Konstruktionsprinzip. Ein halbes Jahrhundert später hat das Kleben zwar immer noch ein Imageproblem, konnte aber schon viele Erfolge für sich verbuchen. Heute ist jedes Auto eine Art Leukoplastbomber: Nach Angaben des Industrieverbands Klebstoffe (IVK) enthält ein zeitgenössischer Pkw 15 bis 18 Kilogramm Kleber.

    Dabei wird es nicht bleiben. Klebstoffe dringen immer weiter in ein Terrain vor, das bisher Schraube und Schweißnaht vorbehalten war. Forscher arbeiten bereits an Klebstoffen, die auf Knopfdruck ihre Haftkraft verlieren. Damit werden erstmals die beiden sich widersprechenden Ziele Festigkeit und leichte Lösbarkeit unter einen Hut gebracht.

    Die Festigkeit von Klebstoffen steht dabei längst außer Frage. Werkstücke werden weder durch Hitze noch durch Bohrungen geschwächt, Kräfte flächig statt punktuell übertragen. Nach Angaben des IVK haben Auto- Prototypen, bei denen tragende Strukturen geklebt wurden, im Crashtest besser abgeschnitten als ihre geschweißten Pendants.

    Zu weiteren Fortschritten hat die Nanotechnik geführt. Durch Nanofüllstoffe werden heute Effekte erzielt, die früher undenkbar waren, sagt Dirk Niermann vom Fraunhofer- Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung. Füllstoffe wie Silikate oder Aluminiumoxide sind nicht für die Adhäsion eines Klebstoffs, sondern für dessen mechanische Merkmale wie Verformbarkeit und Temperaturfestigkeit verantwortlich. Beim Einsatz von weniger als 100 Nanometer messenden Partikeln als Füllstoff steht eine deutlich größere Oberfläche zur Verfügung, und das verändert die physikalischen Eigenschaften. Bisher gab es eine direkte Abhängigkeit von Festigkeit und Verformbarkeit eines Klebstoffes das eine konnte man nur auf Kosten des anderen erhöhen. Durch Nanofüllstoffe können wir jetzt erstmals beides gleichzeitig steigern, sagt Niermann. Das bedeutet für die Crashfestigkeit: Klebstoffe können durch Verformung größere Mengen an Energie aufnehmen.

    Bei allen bautechnischen Vorteilen von Klebstoffen ein begrenzender Faktor für ihren Einsatz war bisher ihr Verhalten bei Feuer. Doch auch hier haben Nanofüllstoffe laut Niermann hervorragende Ergebnisse gebracht, indem sie etwa Gase zurückhalten und auch unter großer Hitze ihre Festigkeit behalten. Allerdings sei die Herstellung von Nanofüllstoffen technologisch außerordentlich anspruchsvoll, da das Verklumpen der Partikel durch aktive Oberflächen unterbunden werden müsse. Deshalb sei man von der Serienreife noch ein Stück entfernt. Niermanns Kollegin Jana Kolbe hat sich daran gemacht, der Schraube aus einer anderen Richtung das Wasser abzugraben: Sie arbeitet an einem Verfahren, mit dem Werkstücke nicht mehr in Fräsmaschinen eingespannt, sondern eingeklebt werden können. Vorteil: Das Werkstück ist von fast allen Seiten gleichzeitig zugänglich.

    Die Anforderungen an einen Klebstoff für solche Anwendungen sind allerdings immens. Er muss großen Kräften sowie hochfrequenten Schwingungen standhalten, ohne sich dabei auch nur um einen Millimeterbruchteil zu verschieben, und muss sich dennoch einfach und rückstandslos lösen lassen. Kolbe wählte als Basis einen Schmelzklebstoff aus Polyamid mit acht Megapascal (81 Kilogramm pro Quadratzentimeter) Zug- und Scherfestigkeit. Der eigentliche Clou ist jedoch ein Zusatz von geheimer Zusammensetzung. Er gestattet es, den Kleber nach getaner Fräsarbeit zu lösen. Damit sich die Klebestelle nicht versehentlich lösen kann, baute Kolbe zwei voneinander unabhängige Mechanismen dafür ein: Die Verbindung muss gleichzeitig einer Spannung von 48 Volt ausgesetzt und auf 65 Grad erwärmt werden, um die Klebewirkung aufzuheben. Anschließend kann der Klebstoff als dünner Film abgezogen werden. Geschieht nur eines von beidem, bleibt die Klebung fest. Technisch ist es laut Kolbe aber ebenso machbar, einen Klebstoff zu mischen, der nur auf Strom reagiert.

    Prinzipiell hält Kolbe das Klebeverfahren auch für einen geeigneten Ersatz für dauerhafte Schraub- und Schweißverbindungen aller Art. Nach tausend Stunden in der Klimakammer ist abzusehen, dass das Additiv die Haltbarkeit des Basisklebstoffes zumindest nicht verschlechtert.

    Ebenfalls an einem abschaltbaren Klebstoff, allerdings mit anderen Anwendungen im Blick, arbeiten Kalle Levon, Victor Barinov und Robert Dabrowski von der Polytechnischen Universität Brooklyn. Die US-Forscher setzen auf Hydro-Polymer-Gele. Sie haben festgestellt, dass die Klebekraft einiger dieser Gele durch ein elektrisches Feld auf nahezu Null reduziert werden kann: Die langkettigen Kohlenwasserstoff-Moleküle, die ihre Klebewirkung über Wasserstoffbrückenbindungen entfalten, wandern unter Stromeinfluss ins Innere der Gelschicht, und es hat sich vorerst ausgeklebt.

    Die bisher von Levon und seinen Kollegen untersuchten Gele haben keine so starke Klebekraft wie die von Kolbe und Kollegen verwendeten Schmelzklebstoffe sie erreichen Festigkeiten von 22 bis 83 Kilopascal, also 224 bis 846 Gramm pro Quadratzentimeter. Dafür lässt sich ihre Klebewirkung nicht nur aus-, sondern auch wieder anschalten. Wird das elektrische Feld entfernt, kehrt sie vollständig zurück. Da die Entbindung an der Kathode stattfindet, ist es möglich, immer nur eine Seite der Klebeteile zu lösen, während das Gel an der anderen Seite verbleibt.

    Für ihr schaltbares Klebe-Gel haben die US-Forscher schon einige Anwendungen im Kopf: eine Klettermaschine etwa, die mit elektrisch gesteuerten Klebefüßen Häuserfassaden hochmarschieren kann. Prinzipiell können auch nicht leitende Werkstoffe wie Glas verklebt werden, da die Gele nicht auf einen Stromfluss, sondern auf ein elektrisches Feld reagieren. Je dicker die nicht leitende Schicht, desto stärker muss allerdings das elektrische Feld sein im Extremfall bis zu mehreren zehntausend Volt. Die Forscher suchen deshalb nach Gelen, die sensibler auf elektrische Felder reagieren. Die Forschung steht hier erst am Anfang. Wir haben viele Gele untersucht, die eigentlich gar nicht zum Kleben gedacht sind, sagt Victor Barinov. Das Forschungsfeld sollte also weiterhin für Überraschungen gut sein.

    source: Technology Review
     

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  3. #2 10. August 2006
    Man man man.... Irgendwann haben wa Kleber + ne Heizung unter den schuhen und können Wände hochgehen ^^

    Ne aber mal iM Ernst... Ich denke nich, dass der Kleber soooschnell die Schraube ablösen wird ;)
    Denn.. jeder hatn Schraubenschlüssel zuhause.. aba nich jeder die Sachen, die man brauch um diesen Hard-core Kleber zu lösen!
    Davon mal ganz abgesehen, wird der auch viel teurer sein, als ne SChraube.. also für den heimgebraucht!
     
  4. #3 10. August 2006
    man immer was neues wird erfunden xD damals wa man froh wo die glühbirne erfunden wurde heute is es klebestoff.... stellt euch ma vor mit diesem zeug wird n haus gebaut oO... würde das halten...
    also ma im ernst das is eig gar nich schlecht son kleber zu haben der sich bei den und den bedingungen wieder löst... wird bestimmt teuer das ganze...
     

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