Klebstoff Hightech-Klebstoffe transformieren den Fahrzeugbau 

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Klebstoffe sind heute weit mehr als bloßes Bindemittel im Karosseriebau: Sie erhöhen die strukturelle Sicherheit, ermöglichen Leichtbau und schaffen die Voraussetzung für neue Fahrzeugkonzepte. Welche Rolle spielt die Klebstofftechnik bei der Transformation hin zur E-Mobilität – und wie begegnet sie den neuen Herausforderungen?

In einem konventionellen Pkw kommen mindestens 15 Kilogramm Klebstoff zum Einsatz. Damit haben sich einkomponentige zähmodifizierte Epoxidharzklebstoffe über Jahrzehnte hinweg in der automobilen Serienfertigung  als Standard etabliert. Klebstoffe bilden zusammen mit dem Punktschweißen das Rückgrat der strukturellen Verbindungstechnik.
Doch mit der Elektromobilität ändern sich die Anforderungen grundlegend. Neue Fahrzeugkonzepte, insbesondere zum Schutz großvolumiger Hochvoltbatterien, erfordern verstärkte Seitenschweller und massive Strukturbauteile, die klassische Fügeverfahren an ihre Grenzen bringen. Die Bauteile sind deutlich dickwandiger als herkömmliche Blechkomponenten, was nicht nur die Erwärmung im KTL-Prozess verzögert, sondern auch die Klebstofftechnik vor neue Herausforderungen stellt – insbesondere im Hinblick auf Aushärtungstemperaturen und Prozesszeiten.

Broadbake-Klebstoffe: flexibles Aushärten bei niedrigen Temperaturen

Klassische Epoxidharzklebstoffe benötigen Aushärtungstemperaturen von üblicherweise 180 °C im Rahmen der kathodischen Tauchlackierung (KTL). Bei massiven Aluminium-Gusskomponenten stößt dieser Ansatz an physikalische Grenzen: Während dünnwandige Bauteile schnell auf die erforderliche Kerntemperatur kommen, benötigen großvolumige Komponenten erheblich mehr Zeit. Das verlängert die Prozesszyklen und beeinträchtigt die Produktivität.
Broadbake-Klebstoffe stellen sich dieser Herausforderung und ermöglichen eine zuverlässige Aushärtung bereits ab 150 °C Komponententemperatur und sind gleichzeitig mit herkömmlichen Hochtemperaturprozessen kompatibel. Ein Beispiel ist die Klebstoffserie Betamate von DuPont, die Bodo Möller Chemie als langjähriger Partner und Experte vertreibt. „Damit können dünn- und dickwandige Bauteile gleichzeitig im selben Ofenprozess ausgehärtet werden – ohne verlängerte Taktzeiten, das heißt mit verbesserter Energieeffizienz“, erklärt Bernhard Vreden, Key Account Manager bei Bodo Möller Chemie.

Auch in der KTL-Lackierung eröffnet diese Technologie neue Spielräume: Broadbake-Klebstoffe wie die Betamate-Technologie ermöglichen den Einsatz von Lacken, die bei niedrigeren Temperaturen – ab 140 °C – aushärten. Das reduziert nicht nur den Energieverbrauch, sondern verbessert auch die Nachhaltigkeit des gesamten Produktionsprozesses. Auch die Lagerstabilität konnte mit dieser Technologie verbessert werden. Frühere Niedrigtemperaturklebstoffe litten unter begrenzter Haltbarkeit. Heute lassen sich Broadbake-Systeme langzeitstabil und prozesssicher einsetzen – ein entscheidender Fortschritt für die Serienfertigung.

Gigacasting: Neue Konstruktionsprinzipien für die Elektromobilität

Parallel zur Entwicklung neuer Klebstoffe verändert sich auch die Fahrzeugarchitektur grundlegend. Ein Beispiel dafür ist das sogenannte Gigacasting: Besonders große Aluminium-Druckgussteile ersetzen dabei zahlreiche Einzelkomponenten – aus einem Beispiel: Rund 150 Einzelteile konnten im Gigacasting durch lediglich zwei Gussstrukturen ersetzt werden, was rund 1.600 Schweißpunkte überflüssig macht.Die Vorteile liegen auf der Hand: reduzierter Materialeinsatz, weniger Fertigungsschritte, kürzere Prozesszeiten und niedrigere Kosten. 

Buchtipp: Klebtechnik

Klebtechnik stellt für viele Anwendungen eine zuverlässige Alternative zu anderen Fügeverfahren dar und bietet Potenzial für den Leichtbau. Das Buch "Klebtechnik" gibt Konstrukteuren und Klebstoffanwendern Hilfestellungen für die Konzeption, Konstruktion und Realisierung von Klebungen.



 

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Fügetechnische Herausforderung: Aluminium trifft Stahl

Mit den neuen Großbauteilen ändern sich jedoch auch die Anforderungen an die Fügetechnik: Häufig müssen Aluminium-Gussteile mit Stahlkomponenten verbunden werden. Aluminium dehnt sich bei Hitze deutlich stärker aus als Stahl, was beim Abkühlen zu erheblichen Spannungen führen kann. Klebstoffe müssen in diesen Fällen nicht nur auf beiden Materialien zuverlässig haften, sondern auch elastisch genug sein, um thermische Spannungen dauerhaft auszugleichen. Konventionelle wärmehärtende Klebstoffe kommen hier nicht infrage, da Giga-Casting-Komponenten häufig außerhalb des KTL-Prozesses verarbeitet werden. Stattdessen kommen raumtemperaturhärtende Strukturklebstoffe zum Einsatz, wie die Betaforce elastischen Strukturklebstoffe von DuPont. „Sie kombinieren strukturelle Festigkeit mit hoher Elastizität, sind langzeitstabil und tragen zur Crash-Sicherheit bei – ohne thermisch bedingten Stress zu verursachen“, erklärt Vreden.

Digitale Entwicklung: FEM-Simulationen für die ideale Klebverbindung

Solche Klebverbindungen optimal, auszulegen gestaltet sich als hochkomplex: Hierbei müssen Sicherheit, Steifigkeit und Prozessfähigkeit gleichermaßen berücksichtigt werden. Deshalb setzt Bodo Möller Chemie auf die Unterstützung durch digitale Entwicklungsprozesse in enger Zusammenarbeit mit Kunden. Mithilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) werden Klebstoffverbindungen zwischen Aluminium und Stahl realitätsnah simuliert und gezielt optimiert.Diese FEM-Modelle liefern präzise Daten über das Verhalten des Klebstoffs unter mechanischer und thermischer Belastung – etwa bei Crashtests, Temperaturwechseln oder Langzeiteinflüssen. So kann bereits in der Konzeptphase eine maßgeschneiderte Klebstoffstrategie entwickelt werden – ein klarer Wettbewerbsvorteil für Fahrzeughersteller und Zulieferer.

Fazit: Klebstoffe gestalten die Zukunft der Mobilität

Ob Broadbake oder Gigacasting – moderne Klebstoffsysteme leisten heute weit mehr als das bloße Fügen von Bauteilen. Sie ermöglichen effizientere Produktionsprozesse, eröffnen neue Konstruktionsspielräume und senken Energieverbrauch und Produktionskosten.
Gerade in der Elektromobilität sind sie ein unverzichtbarer Baustein auf dem Weg zu nachhaltigeren, flexibleren und sichereren Fahrzeugarchitekturen.