Kleben in der Luft- & Raumfahrt

Die überragenden Materialeigenschaften, die die Klebetechnik für die Luft- & Raumfahrt bieten kann, ist am Beispiel der Fokker F27 Friendship zu sehen. Dieses Flugzeug wurde in den 50er-Jahren entwickelt und befindet sich bis heute im aktiven Dienst. Bei der Konstruktion dieses Flugzeuges wurden Klebstoffe für die Verbindung der Außenhaut mit den strukturellen Verbindungen des Flugzeuges genutzt. Ferner wurden die Längs- und Quernähte im Rumpfbereich schon damals verklebt.

Im Rahmen des »Primary Adhesively Bonded Structure Technology (PABST)« Programm erforschte die US Air Force in den 80er-Jahren, ob man für den Flugzeugrumpfbereich eine geklebte anstatt einer genieteten Konstruktion nutzen kann. Es wurde herausgefunden, dass Klebstoffe sich optimal für diese Verbindungen eignen, was zu einer erweiterten Nutzung der Klebtechnik in der Luftfahrt führte.

Im Flugzeugbau ist das Kleben daher heute schon fest etabliert. So wird es vordergründig bei hoch beanspruchten Fügeverbindungen, den sogenannten »Primärstrukturen« angewandt. Dabei wird die Klebetechnik insbesondere für die Versteifung der Außenbleche sowie der Primärstrukturen, die meist aus Aluminium bestehen und oftmals einen Wabenkern zur Stabilisation beinhalten, eingesetzt. Heutzutage werden insbesondere zwei Arten von Klebstoffen für die speziellen Anforderungen der Luft- & Raumfahrt genutzt:

• Phenolharze
• Epoxidharzklebstoffe

Zweitere werden dabei häufiger als Einkomponenten-Lösungen in Folienform genutzt. Häufig erfordert die Klebetechnik jedoch eine Vorbehandlung der Oberfläche mit Primern, damit Folien oder anderweitige Klebstoffe auch den richtigen Halt finden. Um die sogenannten Wabenkerne zu füllen, kommen auch Dichtstoffe zum Einsatz.

In der Weltraumfahrt kommen zusätzlich häufig Silikone zum Einsatz. Mögliche Anwendungen sind hier die Befestigung von hitzebeständigen Keramikplatten an der Außenhaut von Raumfähren oder das Verkleben von Solarzellen mit Faserverbundstoffen.

Aufgrund der Materialien, die in der Luftfahrt genutzt werden, ist eine Oberflächenvorbehandlung zwingend notwendig für langlebige Klebeverbindungen. Das oberste Gebot des Klebens lautet eigentlich immer: Die zu verklebenden Werkstoffe müssen absolut staub- und fettfrei sein. Für eine effektive Verklebung von Verbundwerkstoffe und Aluminiumlegierungen ist die Vorbehandlung der Oberfläche daher in den meisten Fällen zwingend notwendig.

Oberflächenvorbehandlung Guide

Da es sich in diesem Bereich vorwiegend um Aluminiumbleche handelt, ist die Behandlung der Oberfläche mit einem chemischen oder elektrochemischen Verfahren auf Chromsäurebasis zu empfehlen. Durch das Ätzen mit der Säure kann sichergestellt werden, dass die Oberfläche aufgeraut wird. Dadurch wird dem Klebstoff eine bessere Oberfläche geboten, welche eine langfristig sichere Verklebung ermöglicht.

Kleben eignet sich jedoch nicht nur für die strukturellen Verbindungen der Außenhaut, sondern hat auch schon seit Jahren einen festen Platz im Innenausbau. Die Klebtechnik ermöglicht hier feste Verbindungen und ein geringes Gewicht. Unser Partner 3M bietet seit Jahren eine Vielzahl an Lösungen in diesem Bereich. Die Bandbreite dieser ist dabei mindestens so groß wie die Anforderungen aus der Industrie.

So gibt es Klebstoffe, die besonders für die Kabinenstrukturen ausgelegt sind und durch ihre Eigenschaften neue Möglichkeiten für Design und gleichzeitig hervorragende Eigenschaften zur Verbindung von unterschiedlichen Materialien bieten können. Weiterhin können Klebstoffe aufgrund ihrer Abdichtungseigenschaften für die Sicherheit in der Flugzeugkabine beitragen. Doch, auch durch die thermisch-akustischen Eigenschaften sowie die Möglichkeit Bauteile in der Bestuhlung zu verkleben, sind Klebstoffe unschlagbar.

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