ISSN: 1863-4699 Dichten Direkt aufs Bauteil Kleben 10 Im Fokus: Grenzen verschieben sich permanent Branchenfokus Prozessindustrie 16 Eine Lücke schließen TRIALOG DER DICHTUNGS-, KLEBE- UND ELASTOMERTECHNIK 24 02-2015 | € 8,50 Bild: © stockxpert.com 16 | KLEBEN Im Fokus: Grenzen verschieben sich permanent Ein Überblick über aktuelle Entwicklungen in der Klebetechnik BRANCHENÜBERGREIFEND_KLEBETECHNIK – Diese Technologie ist – ungeachtet einiger Stolpersteine – ungebremst auf dem Vormarsch und erschließt immer neue Anwendungsbereiche. Die Ergebnisse dieser Umfrage – diesmal gegliedert in Materialhersteller (Statement 1 bis 5) und Dosiertechnik (Statement 5 bis12) zeigen ein breites Spektrum an Ansätzen, bei denen diese Technologie ihre Grenzen aktuell neu definiert – und es scheint so weiterzugehen. »1 Pneumatisches Jet-Ventil DELO-DOT PN2 zen bei diesen beiden Punkten zu erweitern. So forschen wir weiter an Klebstoffen, die z.B. bei Temperaturbeständigkeit, Verbindungsfestigkeit und Aushärtezeit unter realen Bedingungen noch bessere Werte sowie neue Funktionalitäten ermöglichen. Auf Seiten der Dosiertechnik legen wir unseren Fokus auf das berührungslose Mikrodosieren, weil wir davon überzeugt sind, mit dem Jetten die Effizienz in der Produktion unserer Kunden weiter erhöhen zu können. »1 »2 Die bestehenden Trends wie Miniaturisierung, Multifunktionalisierung und Leichtbau nehmen in ihrer Ausprägung weiter zu. Dabei hat sich der Fokus hin zu einer integrierten Betrachtung der gesamten Baugruppe verschoben. Es geht also nicht nur darum, ein Bauteil so klein und leicht wie möglich zu gestalten, sondern es an seinen Lastpunkten gezielt zu verstärken, um maximale Funktionseigenschaften zu erzielen. Eine enge und frühzeitige Zusammenarbeit zwischen Anwendern und Klebstoffherstellern ist daher essenziell. „Die Grenzen für Klebstoffe verschieben sich kontinuierlich. Die Temperaturbeständigkeit bis 300 °C markiert derzeit eine Grenze, an deren Überwindung aber schon gearbeitet wird.“ Gudrun Weigel, Leiterin Engineering, DELO Industrie Klebstoffe GmbH & Co. KGaA Die größte Herausforderung der Klebetechnik ist sicher ihr eigener Erfolg. Die Anwender wollen sie für immer höhere Anforderungen einsetzen, gerade was den Temperatureinsatzbereich angeht. Wir haben zahlreiche Hochtemperaturanwendungen erfolgreich mit Klebstoff umgesetzt, aber über 300 °C ist es für organisches Material zurzeit schwierig. Daneben ist auch das schnelle und zuverlässige Dosieren von Kleinstmengen wie 300 μm schmalen Klebstoffraupen oder 3 nl Tröpfchen eine sportliche Angelegenheit. Trotzdem arbeiten wir daran, die Gren02 | 2015 Hinsichtlich einer Funktionalisierung werden in Zukunft verstärkt elektrisch oder thermisch leitende (Conductive Adhesives) Klebstoffe oder optisch hochtransparente (Optical Clear Adhesives) Materialien gefragt sein. Aber auch neue, funktionale Oberflächen werden uns vor größere Herausforderungen stellen, z.B. neue kratzfeste und schmutzabweisende Autolacke. Hier haben wir mit den Produkten der „New Paint“ Serie bereits eine adäquate Antwort gefunden. Weitere Trends sehen wir im Bereich der Miniaturisierung sowie im Leichtbau. Hier ist das strukturelle Kleben mit reaktiven Klebefilmen wie DuploTEC® SBF (Superior Bonding Films) eine hervorragende Alternative. Das reaktive Kleben mit diesen Klebefilmen bietet sich an, wenn herkömmliches Haftkleben an seine Grenzen stößt. Es ermöglicht u.a. strukturelle Festigkeiten unter Beibehaltung der Prozessvorteile eines Klebebandes. Diese Klebetechnik erfüllt auch die Anforderung kleiner werdender Klebeflächen, schafft eine dauerhafte Verbindung auch temperatursensibler Substrate und unter extremen Umgebungsbedingungen. „Die Entwicklung von Klebstoffen geschieht aufgrund der Anforderungsvielfalt zunehmend anwendungsbezogen.“ – Christina Barg-Becker, Pressesprecherin, Lohmann GmbH & Co. KG »2 Abdichtung von Leiterplattenelementen Diesen sehr unterschiedlichen Anforderungen kann man nur sehr individuell gerecht werden. Unser ganzheitlicher Lösungsansatz hinsichtlich dieser zukünftigen Herausforderungen heißt deshalb „Smart Bonding Approach“. Der Kunde wird von der ersten Idee bis zur prozesssicheren automatischen Applikation begleitet. In enger Zusammenarbeit mit Lieferanten, Entwicklern und Kunden wird ein individuelles Produkt entwickelt. Dabei richten wir unsere Aufmerksamkeit verstärkt auf funktionalisierte Produkte und strukturelle kalt- und warmhärtende Klebefilme. »3 Die Klebetechnik hat sich für viele Aufgabenstellungen bewährt, doch bleibt öfter die Frage nach der „Lösung“ einer Klebeverbindung. Bei Dymax gehen wir mit einer neuartigen Produktlinie zurzeit verstärkt in eine Richtung, die sich vom Prinzip des Klebens bzw. des Verbindens von Bauteilen entfernt. Mit lichthärtenden Materialien kann man nicht nur kleben und abdichten, sondern auch temporär beschichten. „Kleben heißt auch temporär beschichten und eröffnet damit völlig neue Einsatzbereiche.“ – Nadine Blaesing, Marketing Manager Europe, DYMAX Europe GmbH In vielen Fertigungschritten müssen Bauteile, insbesondere empfindliche Oberflächen oder bestimmte Bereiche beim Transport oder während mechanischer oder chemischer Bearbeitungsprozesse, geschützt werden. Heute werden hierfür u.a. Klebebänder, Lacke oder Wachse eingesetzt, diese kommen allerdings bei komplexeren oder 3DStrukturen an ihre Grenzen. Unsere lichthärtenden temporären Abdeckmasken SpeedMask® haben den Vorteil, dass sie einfach manuell oder vollautomatisiert dosiert und innerhalb weniger Sekunden mit UV-Licht ausgehärtet werden können. Aufgrund ihrer hohen Viskosität und Thixotro- Innovationen rund ums Heizen und Beheizen »3 Peeling Blade – leicht zu lösende Verklebungen für die unterschiedlichsten Aufgabenstellungen »4 2K-Konstruktionsklebstoff zum Verkleben von Klimaanlagenbauteilen pie können sie präzise sowohl horizontal, als auch vertikal aufgetragen werden und bieten eine hohe Kantenschärfe. Am Ende des Verarbeitungsprozesses kann die Abdeckmaske direkt entfernt werden. Dies ist – je nach Produkt – durch Abziehen oder Abbrennen möglich. Innerhalb eines vollautomatisierten Einsatzes bieten SpeedMask® Produkte eine optimale Prozesssicherheit durch niedrige Toleranzen und hohe Reproduzierbarkeit. Diese Produkte kommen bereits bei der Herstellung und Wartung von Turbinen (Luftfahrt, Energiegewinnung) oder zur Fertigung orthopädischer Implantate zum Einsatz. Aber auch in anderen Anwendungsbereichen werden diese Masken zunehmend verwendet. verstärkten Einsatz erneuerbarer Rohstoffe in klebenden und dichtenden Produkten.“ – Dipl.Kfm. Stefan Obermaier, Senior Produktmanager für Industrie-Klebstoffe, 3M Deutschland GmbH »4 Seit Jahrzehnten ersetzt die Klebetechnologie zunehmend traditionelle Fügeverfahren wie Schweißen, Schrauben und Nieten. Besonders die dichtenden Eigenschaften von Klebstoffen haben sich in Herstellungsprozessen der Automobilindustrie, in Schiffsbau, Luft- und Raumfahrt sowie im Schienenfahrzeugbau etabliert. Dichten schützt sensible Bauteile und wird immer häufiger auch im Leichtbau eingesetzt. Dabei müssen anspruchsvolle faserverstärkte Verbundwerkstoffe mit Metallen und anderen Kunststoffen verbunden werden – Klebtechnologie von 3M hilft bei der Lösung dieser Herausforderungen. Kleb- und Dichtmassen auf Polyurethan- und Hybridbasis entwickeln durch Polymerisation bei Kontakt mit Feuchtigkeit ihre Wirksamkeit und bilden eine haltbare Dichtung. Für den Anwender sind die schnelle Verarbeitung und eine dauerhaft widerstandsfähige Verbindung von Kunststoffen mit Glas, Aluminium, Stahl, Beton und Holz wichtig. Zudem profitieren Verarbeiter von 3M Hybrid Klebund Dichtmassen vom Verzicht auf Isocyanate, die gesundheitliche Schäden hervorrufen können. „Bei der Entwicklung neuer Klebstoffe stellt sich heute stets die Frage nach umweltverträglicheren Alternativen wie dem Auch die neu eingeführten, besonders schnell aushärtenden 2K-Konstruktionsklebstoffe auf Acrylatbasis punkten beim Thema Arbeitssicherheit. Im Vergleich zu vielen anderen etablierten Produkten sind die länger haltbaren Klebstoffe geruchsarm formuliert – und werden deshalb von Anwendern bevorzugt. Die Produkte überzeugen in der Fertigung durch hohe strukturelle Festigkeiten, die in kürzester Zeit selbst auf leicht verschmutzten oder öligen Oberflächen zuverlässig erzielt werden. Zusätzlich punkten die drei Produkte durch ihre extreme Hitzebeständigkeit bis 200 °C. Flexible elektrische Heiztechnik æ%HJOHLWKHL]XQJHQ æ+HL]VFKODXFKV\VWHPH æ+HL]VFKODXFKV\VWHPH æ6RQGHUO·VXQJHQ æ+HUVWHOOXQJ æ+HUVWHOOXQJ æ(QJLQHHULQJ æ (QJLQHHULQJ »5 Aktuell sind im Materialbereich drei Trends festzustellen. 2K-Epoxidklebstoffe mit hoher Temperaturstabilität für das Fügen von hybriden Fahrzeugkomponenten, 1K-Epoxidklebstoffe mit hoher Temperaturstabilität wegen zunehmend hoher Leistungsdichte bei E-Antrieben und Hochleistungsdichtstoffe (Silikone, synth. Dichtstoffe, anaerobe Dichtstoffe) für Dichtungsanwendungen in Motor und Getriebe. Dabei werden zudem immer weniger Lösungen von der Stange nachgefragt. Drei Bond verfügt über eine breite Basis an Klebe- und Dichtstoffen sowie große Erfahrung in deren Modifikation und Weiterentwicklung. Werkstoffe von heute und morgen werden in enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden ohne große Volumenversprechen den Anforderungen angepasst. Darüber hinaus setzen wir auf die Kombination unserer eigenen Dosiertechnik und der Expertise bei Klebe- und Dichtstoffen sowie deren Entwicklung. Dieses enge Zusammenspiel verschafft Drei Bond schon zu Beginn eines Projektes das Wissen, welcher Werkstoff sich wie am Hillesheim GmbH H Am Haltepunkt 12 D-68753 Waghäusel Tel.: 0 72 54 / 92 56-0 E-Mail: [email protected] www.hillesheim-gmbh.de 18 | KLEBEN »5 Dichtmittel und Dosieranlage aus einer Hand »6 Dosiergenauer Kleberauftrag mit dem Mischkopf MK 600 besten dosieren lässt. Da jede Kundenanforderung nach individuellen Lösungsansätzen verlangt, hören wir unseren Kunden von Anfang an gut zu und stellen präzise Fragen. Diese Offenheit, hohe Flexibilität und der Wille, die bestmögliche Lösung zu realisieren, ermöglichen uns, die in uns gesetzten Erwartungen schnell und präzise zu erfüllen. licher Anwenderbranchen mehr und mehr aus verschiedensten Kunststoffen. Das sind entweder thermoplastische oder duroplastische Kunststoffe (teilweise faserverstärkt) oder auch Kunststoffbauteile mit metallischen Komponenten, die neben 1K-PURKlebstoffen oder Heißschmelzklebern zunehmend auch mit 2K-Polyurethanklebstoffen verklebt werden. Im Fahrzeugbau z.B. gibt es eine Vielzahl an Bauteilen, die dafür infrage kommen: GFK-Sandwichaufbauten (z.B. LKW-Aufbauten), KTL-Rahmen für Schiebedächer aus Glas, PMMA oder PC mit Kratzfestbeschichtungen, Dachblenden, Zierleisten und Spoiler sowie ABSoder PP-basierte Heckklappen. „Die Bürokratie wird bei der Entwicklung der Klebetechnik gerne unterschätzt.“ – Christian Eicke, Leiter Vertrieb Kleb- und Dichtstoffe, Drei Bond GmbH Die Grenzen der Klebetechnik sind heute oft eher bürokratischer Art. Denn derzeit verlangen die großen Anwender, dass sämtliche Bestandteile eines neuen Kleb- oder Dichtstoffes weltweit exportfähig sein sollen. Dafür aber müssen diese in allen elf Chemie-Landesinventories gelistet sein. Natürlich ist der Aufwand einer weltweiten Registrierung finanziell und administrativ erheblich. Kein Rohstoffhersteller kann und will es sich leisten, diesen Aufwand zu betreiben, ohne vorher den potenziellen Markt für ein neues Produkt abschätzen zu können. Dies hemmt die Entwicklung neuer Produkte aus modernsten Grundstoffen und damit selbstverständlich auch innovative Lösungsansätze, da alle Hersteller nur bereits bekannte Komponenten heranziehen können. Nichtsdestotrotz geht die Entwicklung weiter. In laufenden Projekten arbeiten wir derzeit intensiv an Lösungen für die E-Mobilität. Ein zweites wichtiges Zukunftsthema ist für uns das Fügen von CFKKomponenten mit Alu-/Stahlkomponenten, sog. Hybridbauteilen, den Werkstoffen und Werkstoffverbindungen der kommenden Jahre. »6 Im Zuge neuer Konstruktionsmöglichkeiten im Leichtbau und durch Einsatz neuer Materialkombinationen bestehen Ein- und Anbauteile von Industrieprodukten unterschied02 | 2015 „Um die richtige Wahl der 2K-PUR-Klebstoffe zu treffen, müssen die Anforderungen an die Klebeverbindung und die Fertigungsprozesse umfassend definiert werden. Zusammen mit der Misch- und Dosieranlage, die individuell und präzise daraufhin einstellbar ist, und mit den neuen Klebstoffsystemen werden optimale Kleberesultate unterschiedlicher Substratkombinationen erreicht.“ – Peter Fischer, Marketingleiter, Sonderhoff Holding GmbH Für diese Anwendungen haben wir Standardsysteme für 2K-Polyurethanklebstoffe in unterschiedlichen Härtegraden entwickelt, die je nach Kundenanforderungen modifiziert werden können. Sie erfüllen die gewünschten hohen Anforderungen an Mechanik und Klimabeständigkeit. Der Verklebungsprozess erfordert ein präzises Mischen und Dosieren der Kleberkomponenten unter Einhaltung eines genau definierten Mischungsverhältnisses. Dies setzt eine präzise Anlagentechnik mit einer systematischen Prozessüberwachung voraus. Sonderhoff hat die passenden Misch- und Dosieranlagen dafür. Sie stellen eine optimale Verarbeitung der Polyurethanklebstoffe und eine prozessdurchgängige Dosiergenauigkeit sicher. Erreicht wird das durch eine volumenoptimierte Mischeinheit, Präzisionszahnrad- »7 Metamix-Dosiersystem an einem Robotorarm pumpen und eine automatisierte Qualitätskontrolle der Dosiergenauigkeit. Mit unseren Klebstoffsystemen lassen sich breite Festigkeits- und Dehnungsspektren abdecken. Je nach Kundenanforderung wird ein Klebstoff mit höherer Zugfestigkeit oder mit größerer Elastizität benötigt, wie z.B. bei temperaturbedingter thermischer Ausdehnung. Die Verarbeitung der 2K-PUR-Klebstoffe lässt sich in ihrem Reaktionsverhalten an unterschiedliche Prozesserfordernisse anpassen. Die Durchhärtung kann über Wärmezufuhr, z.B. im Ofen, durch Infrarotbestrahlung oder beheizte Werkzeuge beschleunigt werden. Hierdurch können Fertigungstaktzeiten von wenigen Minuten erreicht werden. »7 Multimaterialmix und die zunehmende Verarbeitung von FVK-Bauteilen in der Automobilindustrie, Low-Density-Klebstoffe in der Luft- und Raumfahrt, Minimalmengenapplikation in der Elektro- und Elektronikindustrie, Großmengenverarbeitung beim Rotorblattbau für Windkraftanlagen – dies sind nur einige der wichtigsten Herausforderungen, denen sich Hersteller von Mischund Dosieranlagen derzeit stellen müssen. Generell lässt sich beobachten, dass die Diversität im Bereich der Klebstoffe immer stärker zunimmt und sich im Markt zwei Bereiche bilden. Zum einen Branchen und Anwender mit hohem Produktdurchsatz und zum anderen jene, die einen sehr speziellen Klebstoff mit individuell zugeschnittenen Eigenschaften einsetzen. Im ersten Fall finden sich üblicherweise Kleb- und Dichtstoffe, die von Kunde zu Kunde kaum oder wenig modifiziert werden. Hier bietet die Hilger u. Kern / Dopag Gruppe Anlagenkonzepte für z.B. die Rotorblattherstellung oder für die Verarbeitung von Kaschierklebstoffen und standardisierte, wirtschaftlich attraktive Lösungen, die genau auf die Anforderungen der jeweiligen Applikation bzw. des jeweiligen Marktes zugeschnitten sind. Dazu gehört z.B. die Auslegung der Komponenten auf maximale Standzeit und eine InlineProzesskontrolle oder -Qualitätssicherung. KLEBEN »8 Der Mischkopf MS-C mit Keramik-Ventilsystem wird auch für die dynamische und hochpräzise Verarbeitung von 2K-Hochleistungsklebesystemen eingesetzt „Die Nachfrage an individuellen Anlagenkonzepten wächst.“ – Jochen Handrich, Produktmanager Systems und Solutions, Hilger u. Kern / Dopag Gruppe Ist die Aufgabenstellung klebstoffseitig anspruchsvoller, weil z.B. Produkte mit extremem Mischungsverhältnis, großen Viskositätsunterschieden der Komponenten, speziellen Füllstoffen, o.ä. verarbeitet werden müssen, ist es wichtig, seitens des Anlagenbauers auf ein breites Produktportfolio und einen fundierten Erfahrungsschatz zurückgreifen zu können. Hier sind spezielle, projektspezifische Systeme gefragt, die häufig auf einen einzigen Kunden zugeschnitten werden. Die Hilger u. Kern / Dopag Gruppe hat sich seit einiger Zeit mit der strategischen Neuausrichtung des Produktportfolios dieser Marktsituation angepasst und bietet sowohl marktspezifische Standardlösungen als auch spezielle, auf den Kunden und/ oder die Applikation individuell zugeschnittene Anlagensysteme an. »8 Leichtbaukonstruktionen sind ein wesentlicher Treiber der Klebetechnik – mittlerweile nicht nur in der Automobil- und Zulieferin- »9 Prozesssicherheit entsteht durch die Summe von Detaillösungen, wie dieser Fassrührstation dustrie, sondern u.a. auch in der Hausgeräte- und Filterindustrie. Der Klebeprozess wird vermehrt bei den Systemlieferanten integriert, die dann eine komplette, einbaufertige Baugruppe an den OEM liefern. Das erfordert automatisierte, prozesssichere Lösungen mit intelligenten Werkzeugen zum Kleben und Fügen – und darauf hat sich RAMPF Production Systems spezialisiert. „Die Weiterentwicklung der Klebstoffe wird künftig eine noch engere Zusammenarbeit von Klebstoffherstellern und Anlagenbauern zur Folge haben.“ Bernd Faller, Geschäftsführer, RAMPF Production Systems GmbH & Co. KG Wir konzipieren die gesamte Klebeprozesskette von der Materialaufbereitung über die Misch-und Dosiertechnik, die KlebstoffAuftragstechnologie – i.d.R. dreidimensional –, die Werkzeug- und Fügetechnik bis hin zu den Aushärte- und Intralogistiksystemen. Um die optimale individuelle Lösung erarbeiten zu können, ist bereits im frühen Entwicklungs- und Planungsstadium eine enge Zusammenarbeit mit dem Kunden nötig. Die Möglichkeit der Prototypenherstellung und Bemusterung in unserer Anwendungstechnik legt den Grundstein für einen erfolgreichen Entwicklungsprozess. Beim Kleben der Verbundsysteme aus verschiedenen Werkstoffen werden zunehmend 2K-Hochleistungsklebesysteme eingesetzt. Die steigenden Gesamtanforderungen an die geklebten Systeme, z.B. in Bezug auf Umgebungseinflüsse, geforderte Festigkeiten und Aushärtezeiten, bedingen die laufende Optimierung der Klebstoffe. Das kann wiederum die Verarbeitungseigenschaften beeinflussen, was eine entsprechende Anpassung der Misch- und Dosiersysteme nötig macht. Deshalb wird hier künftig eine noch engere Zusammenarbeit von Klebstoffherstellern und Anlagenbauern erfolgen müssen. »9 Auch für die Klebetechnik gilt: Die zu verarbeitenden Medien werden immer anspruchsvoller und auch individueller. Aufgrund des E-Mobility-Trends und der zunehmenden Miniaturisierung der Geräte und Komponenten erleben wir aktuell im Bereich der Wärmeleitkleber einen regelrechten Boom. Wegen ihrer hohen Viskosität und Abrasivität benötigt man jedoch zur prozesssicheren Verarbeitung vieler moderner Klebstoffe eine ausgefeilte Aufbereitungs-, Förder- und Dosiertechnik. Hier haben sich unsere Anlagen bereits nachhaltig bewährt. Und dabei steckt die Lösung oft im Detail. Insbesondere unsere Pumpensysteme erreichen bei diesen schwer zu verarbeitenden Medi- VITOGLIDE FLEX Zuverlässige Reibungsminderung Für die Modifizierung von Förderanlagen ist VITOGLIDE eine schnelle und kostengünstige Alternative zu Gleitschienen aus Kunststoff. VITOGLIDE gestattet reibungsarmen und stick-slip-freien Betrieb. Hohe Gleitfähigkeit Einfache Verarbeitung Geräuschdämmend Flexibel Ausgezeichnete Abriebfestigkeit Hohe Temperaturbeständigkeit Stoßelastisch Selbstklebend VITO Irmen GmbH & Co. KG Mittelstraße 74-80 D-53424 Remagen Telefon +49(0)26 42/40 07-0 Telefax +49(0)26 42/4 2913 [email protected] www.vito-irmen.de 02 | 2015 | 19 | KLEBEN Bild: © stockxpert.com 20 en bislang unerreicht hohe Standzeiten. Wir arbeiten auch weiterhin intensiv mit verschiedenen Harzherstellern zusammen, um unseren Kunden künftig noch mehr Vorteile bieten zu können. „Die prozesssichere Verarbeitung moderner Klebstoffe erfordert ganzheitliche, leistungsfähige Maschinen- und Dienstleistungskonzepte – zugeschnitten auf die jeweiligen global agierenden Branchen.“ – Rainer Haslauer, Leiter Produktmanagement, Scheugenpflug AG Ein weiterer Trend geht hin zur Dosierung und Verarbeitung sehr kleiner und sehr großer Medienvolumina. Letzterer Entwicklung tragen wir mit unserer neuen Fassrührstation Rechnung, mit der sich große Mengen an Harzen und Klebstoffen prozesssicher aufrühren und temperieren lassen. Mit dieser Rührstation können 200-l-Fässer komplett unter Vakuum gesetzt und so mögliche Feuchtigkeitsschäden bei der Aufbereitung sensibler Medien aus großen Gebinden verhindert werden. Ein Megatrend der Zukunft wird sicherlich die Industrie 4.0 sein. Vor diesem Hintergrund richten wir unseren Fokus aktuell auf die Weiterentwicklung unserer intelligenten Anlagensteuerungen, die den gesamten Aufbereitungs-, Förderund Dosierprozess bedienerunabhängiger machen und damit eine höhere Prozesssicherheit und Vernetzbarkeit mit der gesamten Fertigungsumgebung gewährleisten. Unsere Lösungskonzepte reichen dabei bis zur nachhaltigen Qualifizierung und Unterstützung der Anwender mit angepassten internationalen Serviceleistungen und Schulungsprogrammen. Dieses Thema wird für uns auch künftig immer mehr an Bedeutung gewinnen. » 10 Die Qualität von Klebeverbindungen hat aus Sicht der einzelnen Anwendungen bereits ein sehr hohes Niveau erreicht. Für unterschiedlichste Fügeaufgaben steht eine 02 | 2015 »10 Die Produktqualität wird über die Reproduzierbarkeit der Produktionsprozesse bestimmt »11 Auch auf dem Bau ist effizientes Dosieren gefragt – hier mit einer Akkupistole hohe Anzahl an Klebstofftypen zur Verfügung, die sehr genau auf die Anforderungen einer Klebeanwendung eingestellt werden können. Die Vorbehandlung von Oberflächen schafft die zusätzliche Voraussetzung für sehr gute Verbindungseigenschaften. Die Herausforderung liegt verstärkt in der Umsetzung einer maximalen Reproduzierbarkeit von freigegebenen Produktionsprozessen. Die Definitions- und Qualifizierungsphase einer Klebeverbindung garantiert die Eignung des Fügeverfahrens an sich. Die Einhaltung der Prozessqualität und der Langzeitstabilität pro produzierter Klebeverbindung wird hingegen über die Zuverlässigkeit des Produktionsprozesses und der verwendeten Dosiereinrichtungen bestimmt. kommt zum Tragen, dass ViscoTec neben der Dosiertechnologie speziell über ein sehr umfangreiches Wissen zu Medien und Medienverhalten verfügt und diese Prozessanforderungen pro Aufgabenstellung gemeinsam mit Kunden optimal definieren kann. Zusätzlich stellen wir die Zuverlässigkeit von Klebstoff-Dosierprozessen durch optimale Anlagenauslegung, fachgerechte Materialaufbereitung, hochpräzise Dosierprozesse (1K/2K) und eine durchgängige Prozessüberwachung sicher. Die Reproduzierbarkeit der Produktionsprozesse findet darüber hinaus auch bei der Anlagenwartung und Anwenderschulung umfangreiche Berücksichtigung. Auch weiterhin wird bei uns die Prozess-Zuverlässigkeit für Materialaufbereitungs- und Dosierprozesse eine tragende Rolle spielen. „Die Zusammensetzung und die Eigenschaften der Klebstoffmedien unterliegen einer permanenten Weiterentwicklung, sodass sich auch die Dosierprozesse und Dosiersysteme permanent neuen Anforderungen anpassen müssen.“ – Willi, Huber, Vertriebsleiter Klebstoffe und Chemie, ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH Auf diesem Ansatz basiert die Projektausrichtung unseres Unternehmens. Zielstellung in der Zusammenarbeit mit Kunden ist es, mit Projektende einen ausgereiften und zuverlässigen Produktionsprozess zu übergeben. Dazu verwenden wir in der Umsetzung ein mehrstufiges Projektmodell. In einem ersten Schritt werden über Versuchsreihen die nominalen Prozessbedingungen zur Einhaltung der Qualitätsanforderungen ermittelt. Aus den getesteten Prozessparametern wird eine optimale Systemkonfiguration für Materialzuführung, Materialaufbereitung und Dosiersystem definiert. Für die Einhaltung reproduzierbarer Klebeprozesse besteht die Anforderung jedoch gerade darin, nicht nur Nominalwerte festzulegen, sondern im Speziellen die Prozessgrenzen zu berücksichtigen, die zum Verlassen der Produktqualität führen können. Hierbei » 11 Auch in der Baubranche hat die Klebetechnik wachsende Bedeutung. Ein Beispiel sind 2K-Verankerungssysteme. Sie sind sehr verbreitet und Architekten oder Bauunternehmer verwenden eine große Auswahl an verschiedenen Materialien. Für die Dosierung sind viele Anwender auf Standardauspressgeräte angewiesen, die für die gängigen Verpackungseinheiten entwickelt wurden. Da diese teuren Materialien immer häufiger genutzt werden, ist es allerdings wichtig, die richtige Dosiermenge und -technik auszuwählen. Zu wenig Material beeinträchtigt die Funktion der Verankerung bis hin zu einem eventuellen Sicherheitsrisiko. Wird zu viel Material verwendet, steigen die Kosten unnötig. „Auch bei Dosiersystemen für die Baubranche muss man permanent und schnell auf die Entwicklungen in der Dicht- und Klebstoffindustrie reagieren.“ – Cliff Beckett, Technical Director, PC Cox Ltd. Auf Basis einer jahrzehntelangen Erfahrung bei der Entwicklung und Produktion von »12 Fertigungskonzept zur Herstellung geklebter Stahlrohrverbindungen (links) und Aufsetzen der Vorrichtung zur Herstellung der Klebverbindung (rechts) 1K- und 2K-Klebepistolen und in Kooperation mit den weltweit bedeutendsten Klebstoffherstellern haben wir Auspresssysteme entwickelt, die die sich ständig ändernden Ansprüche erfüllen. Die neueste Akkupistolen-Generation bietet die Möglichkeit, über die eingebaute Software eine Dosiermenge festzulegen. Die funktionale Zeitvorwahl kann stufenlos eingestellt werden. Weitere Einstellungen zur Dosierung können ebenfalls am Gerät vorgenommen werden. Die leistungsfähigen Akkupistolen sind vor Ort flexibel einsetzbar und eine Akkuladung kann bis zu 80 Standard-Kartuschen verarbeiten. » 12 Die Klebetechnik hat sich die letzten Jahre immer weitere Anwendungsbereiche erschlossen und diese Entwicklung schreitet voran. Ein Beispiel ist das Kleben im schweren Stahlbau. Aufgrund ihrer konstruktiven und gestalterischen Vorteile kommen im schweren Stahlbau Hohlprofilkonstruktionen zum Einsatz. Die einzelnen Bauteile werden derzeit durch Schweißen miteinander verbunden. Bei nicht ruhender Beanspruchung sind die innenliegenden, schwer einsehbaren Wurzelbereiche der Schweißnähte mögliche Ausgangspunkte von Ermüdungsrissen. Im FOSTA-Forschungsprojekt P884 untersuchte das Fraunhofer IFAM gemeinsam mit Projektpartnern, inwieweit geklebte Anschlüsse eine Alternative zu geschweißten Verbindungen darstellen. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass die Klebetechnik tatsächlich in der Lage ist, die Schweißtechnik in bestimmten Strukturbereichen zu ersetzen. Daraus leiten die Klebetechnikexperten nicht nur ein hohes Potenzial für den Einsatz der Klebetechnik im schweren Stahlbau ab, sondern weisen zudem auf die – im Vergleich zu herkömmlichen Schweißverfahren – daraus resultierende größere Gestaltungsfreiheit baulicher Strukturen hin. Die geklebte Verbindung zwischen Stahlhohlprofilen wird durch einen Überlappungsstoß hergestellt. Die Klebstoffinjektion erfolgt in den nach der Montage entstehenden zylindrischen Fügespalt. Durch die freie Formgebung des Gussknotens ist die klebtechnische Verbindung zwischen Stahlhohlprofil und Stahlgussknoten wirtschaftlich gut realisierbar. „Nun gilt es, die Vorteile des Klebens im schweren Stahlbau in Pilotprojekten zu demonstrieren und das Dogma geschweißter Verbindungen in diesem Anwendungsbereich aufzuweichen.“ – Dr. Holger Fricke, stellvertretender Abteilungsleiter der Klebtechnischen Fertigung, Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Bremen Derzeitige Grenzen in der Anwendung der Klebetechnik bezüglich der Lastübertragung, Dauerfestigkeit, Kriechfestigkeit, Temperaturabhängigkeit und Fertigungstechnik konnten in dem Forschungsprojekt neu definiert werden. Quasistatische Zugversuche an geklebten Rohrverbindungen mit einem Außendurchmesser von 298,5 mm und einer Überlappungslänge von nur 110 mm zeigten eine Tragfähigkeit von knapp 2.000 kN, etwa der Gewichtskraft einer Masse von 200 t entsprechend. Hieraus resultiert eine gute Ausnutzung des Stahlwerkstoffs. Bild: © STM Stein-Moser GmbH SOLUTIONS AND SERVICES TO BUSINESS FOR POLYMER AND SEALING TECHNOLOGY 3DWasserstrahlZuschnitte ohne Werkzeugkosten, hochste Prazision | Verbundwerkstoffe | | Metalle | Weitere Informationen DELO Industrie Klebstoffe GmbH & Co. KGaA www.delo.de Lohmann GmbH & Co. KG www.lohmann-tapes.com | Kunst- und Schaumstoffe | | Gummi und Dichtungsmaterial | DYMAX Europe GmbH I www.dymax.com 3M Deutschland GmbH I www.3M.de Berger S2B GmbH Drei Bond GmbH I www.dreibond.de I Dichtungen I I Elastomerprodukte I I Zuschnitte I Sonderhoff Holding GmbH www.sonderhoff.com Hilger u. Kern / Dopag Gruppe www.hilger-kern.com RAMPF Production Systems GmbH & Co. KG www.rampf-gruppe.de Hans-Thoma-Straße 49/51 68163 Mannheim Tel.: 0621.41003-0 Mail: [email protected] Scheugenpflug AG I www.scheugenpflug.de ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH www.viscotec.de PC Cox Ltd. I www.pccox.co.uk Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Bremen I www.ifam.fraunhofer.de ÜBER 85 JAHRE E R FA H R U N G U N D Q U A L I TÄT www.BergerS2B.com
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