16.07.2026 Projektpartner für mikroverkapselte Klebstoffe gesucht

Kleben verbindet Bauteile flächig, bringt unterschiedliche Materialien zusammen und ermöglicht leichte Konstruktionen. In der industriellen Praxis ist der Klebstoffauftrag jedoch häufig ein zusätzlicher Prozessschritt: Klebstoffe müssen dosiert, aufgetragen und ausgehärtet werden. Dabei kann der direkte Umgang mit reaktiven Klebstoffkomponenten zusätzliche Anforderungen an Arbeitsschutz, Prozessführung und Schulung stellen. Je nach Materialsystem, Temperatur, Untergrund und Belastung kann sich zudem die Haftwirkung konventioneller Klebebänder verändern.

Ein neuer Ansatz aus der Mikroverkapselung soll diese Schritte vereinfachen. Am Fraunhofer IAP werden im Rahmen des Fraunhofer-Clusters Programmierbare Materialien CPM mikroskopisch kleine Kapseln entwickelt, die Komponenten eines 2K-Klebstoffs einschließen. Diese kann man sich wie viele winzige Reservoirs für Klebstoff vorstellen. In jeder Kapsel ist eine der beiden Komponenten eingeschlossen. Solange die Kapseln intakt sind, bleibt das System inaktiv. Wird Druck ausgeübt, zerplatzen die Kapseln. Die Komponenten treffen aufeinander und der Klebstoff vernetzt. So entsteht genau an der Kontaktfläche eine feste Verbindung. Diese Vernetzung geschieht bei Raumtemperatur. Zusätzliche Erwärmung oder weitere Aushärtungsschritte sind nicht notwendig.

Die technische Herausforderung liegt dabei in der Verkapselung selbst: 2K-Klebstoffe sind reaktive Materialien und können mit den Chemikalien reagieren, die während der Herstellung der Kapselhülle eingesetzt werden. Die Forschenden können die Kapselchemie aber äußerst präzise einstellen. Dadurch bleiben die Klebstoffkomponenten aktiv, werden zuverlässig eingeschlossen, können gelagert und verarbeitet werden und sich beim Verpressen gezielt öffnen.

Für industrielle Klebprozesse verbindet der Ansatz zwei Vorteile: Erstens reduziert die Verkapselung den offenen Umgang mit Klebstoffen: Die reaktiven Komponenten werden erst während des Fügens in der Klebfuge freigesetzt. Das kann die Handhabung vereinfachen und den Arbeitsschutz in der Verarbeitung unterstützen. Zweitens setzen die Forschenden auf isocyanatfreie Klebstoffsysteme auf Basis von Acrylaten oder Epoxiden. Damit ist das Kapsel- und Trägersystem für Anwendungen interessant, in denen Unternehmen den Einsatz isocyanathaltiger Klebstoffe vermeiden möchten.

Mögliche Einsatzfelder sind Prozesse, in denen Bauteile flächig, kontrolliert und ohne offenen Klebstoffauftrag verklebt oder gefügt werden sollen. In der Automobilindustrie kommen beispielsweise Batterie-Stacks infrage. Weitere Anwendungsfelder sind der Maschinenbau, die Elektronikfertigung oder mikrostrukturierte Bauteile mit feinen Kanälen, bei denen klassische Dosier- und Auftragsverfahren technisch aufwändig, schwer zugänglich oder wirtschaftlich wenig attraktiv sind.

Für die Entwicklung dieser Klebstofftextile verbindet das Fraunhofer IAP seine Expertise in der Mikroverkapselung mit anwendungsnahen Prüfungen. Die Festigkeit der daraus entstehenden Verbindungen wird gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU untersucht und bildet die Grundlage, um geeignete Einsatzfelder mit Partnern gezielt zu bewerten.

Im nächsten Schritt soll der Ansatz in konkrete Anwendungen übertragen werden. Dafür sucht man Partner aus Industrie und Forschung, die eigene Bauteile, Trägermaterialien oder Montageprozesse einbringen. Relevant sind Unternehmen, die flächige Fügeverfahren vereinfachen, den Umgang mit Klebstoffen sicherer gestalten oder den Klebprozess besser in bestehende Montageabläufe integrieren möchten. Gemeinsam will man prüfen, ob sich das Kapsel- und Trägersystem an konkrete Anforderungen anpassen lässt und welche Materialmengen für anwendungsnahe Tests benötigt werden. Bringt ein Partner einen geeigneten Anwendungsfall mit, legt man das Kapsel- und Trägersystem speziell darauf aus. Im Synthesetechnikum des Fraunhofer-Pilotanlagenzentrums für Polymersynthese und -verarbeitung PAZ des Fraunhofer IAP lassen sich Mikrokapseln zudem bis in den Tonnenmaßstab herstellen. Dadurch stehen ausreichend Materialmengen zur Verfügung, um die Technologie unter anwendungsnahen Bedingungen zu testen.