Aktuelles / Entwicklungen - Klebetechnik / Flüssigdichtsysteme

15.01.2019
Neuer Gantry-Flüssigkeitsdosierroboter

Bei dem neuen kameragesteuerten Gantry-Flüssigkeitsdosierroboter der GV-Serie von Nordson EFD erlauben die DispenseMotion™- Software und eine integrierte CCD-Smart-Vision-Kamera ein schnelles Einrichten und Programmieren der automatisierten Systeme.

Die CCD-Kamera konvertiert Pixel in digitale Werte, um präzise und qualitativ hochwertige Bilder zu liefern. Die proprietäre Dosiersoftware bestätigt die Anwesenheit und Platzierung des Werkstücks und passt sich automatisch an, wenn Abweichungen im Prozess auftreten. Mit Bearbeitungsspektren von 400 mm bis 800 mm und unbegrenzten Werkstück-Traglasten ist die GV-Serie für die präzise Flüssigkeitsdosierung auf Substraten, die große Bearbeitungsspektren erfordern, ohne die Wiederholgenauigkeit zu beeinträchtigen, geeignet. Der Roboter wurde entwickelt, um als eigenständiges System oder als automatisierte Lösung zu funktionieren und lässt sich problemlos in Drehtische oder automatisierte Förderbandanlagen integrieren. Weitere Vorteile des Systems sind die Positionierungsgenauigkeit und die Wiederholgenauigkeit bei der Platzierung mit +/- 0,02 mm für den 400 mm-Gantry-Roboter und +/- 0,01 mm für den 800 mm-Gantry-Roboter. Dies sorgt für eine hohe Produktqualität und verringert Nacharbeit, Ausschuss und Materialrückstände.

10.01.2019
Veraltete Schnittstellen eliminiert

Mit der Mikrodosiersteuerung eco-CONTROL EC200 2.0, die ab März erhältlich sein wird, stellt ViscoTec eine neue  Dosiersteuerung vor, die in Kombination mit den eco-PEN und eco-DUO-Dispensern für höchste Präzision und Zuverlässigkeit im Dosierprozess sorgt.

Ausschlaggebend für die Entwicklung war, dass aufgrund der zunehmenden Automatisierung und der damit verbundenen Integration der Steuerung in vollautomatisierte Anlagen die Anforderungen an den Dosierprozess wachsen.  Neu ist z.B., dass die Steuerung in Kombination mit allen preeflow-Dispensern, d.h. mit dem eco-PEN und dem eco-DUO-Dispensern, aber auch mit dem eco-Spray verwendet werden kann  und nicht mehr zwischen ihnen unterschieden werden muss.  Ein Fast Boot bietet einen schnellen Start der Steuerung. Das Gerät kann sowohl als Tisch-, Monitor- als auch als Einbauversion verwendet werden – je nach Wunsch des Kunden. Das große (7“ TFT) Display mit kapazitivem Touch und grafischer Benutzeroberfläche (GUI = Graphical User Interface) trägt zu einer intuitiven Bedienerfreundlichkeit bei. Die Ansicht der Benutzeroberfläche ist konfigurierbar, so kann z.B. das Dosierfenster am Display individuell auf die Bedürfnisse des Kunden angepasst werden. Die kompakte Bauweise bringt Vorteile mit sich: Das Netzteil ist jetzt in das Steuergerät integriert, damit sich im Schaltschrank kein zusätzliches Bauteil befindet. Auch die Abschirmung wird durch das Gehäuse der Steuerung übernommen. Mit dem Produkt-Relaunch ist eine externe Programmanwahl ohne Zusatzgeräte möglich, da die eco-REMOTE in die neue Dosiersteuerung eingebaut ist. Das Steuergerät bietet außerdem Möglichkeiten zur Druck- und Temperaturüberwachung, 100 Programmspeicherplätze und ermöglicht ein schnelles, übersichtliches Speichern von Programmen. Auch die veralteten Schnittstellen wurden eliminiert und durch einen USB-Anschluss, der die Handhabung erleichtert, ersetzt. Des Weiteren ist die Integration in Großanlagen mit SPS möglich.

ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH, eco-CONTROL EC200 2.0.
ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH, eco-CONTROL EC200 2.0.
18.12.2018
Das Auto der Zukunft im Visier

Die Zukunft des Automobils beleuchtete 3M bei der Fachveranstaltung „Faszination Kleben“ Anfang Dezember, an der mehr als 100 Personen teilnahmen. Dabei wurden Lösungsansätze für die unterschiedlichsten Aufgabenstellungen aufgezeigt.

Der Untertitel „Black-Box Zukunftskonzept Automobil“ spiegelt die momentane Situation passend wider: Themen wie Elektromobilität, Connectivity und autonomes Fahren werden die Automobilindustrie drastisch verändern. Alle sechs Vorträge trugen dazu bei, die Black-Box etwas zu erhellen. Neben Professor Fügener, Transportation Design, Hochschule Pforzheim, und Prof. Dr. Bratzel, Director of Center of Automotive  Management, referierten Annemie Kleemann, Technologieentwicklerin, Hörmann Automotive GmbH, Florian Daniel, Principal Automotive, Roland Berger GmbH, Christoph Rochaz, Technical Manager des Geschäftsbereichs 3M Automotive and Aerospace Solutions Division, sowie Prof. Dr. Thomas Druyen, Direktor des Instituts für Zukunftspsychologie und Zukunftsmanagement, Sigmund Freud Privat-Universität Wien. In Workshop-Sessions diskutierten die Teilnehmer z.B., wie Inspirationen aus der Luftfahrt automobile Bodenkonstruktionen der Zukunft beeinflussen, oder wie sich das Exterieur eines Fahrzeugs in der Ära der Elektromobilität verändern wird. Am Beispiel der Entwicklung eines Chassis für elektrifizierte leichte Nutzfahrzeuge wurde beleuchtet, welche Rolle das Kleben im Umgang mit den sich ändernden Marktanforderungen in Bezug auf neue Fertigungsverfahren, Leichtbaukonstruktionen und Design spielen wird. Crash-Schutz für Batterien, die Maximierung des Ladevolumens oder die Verringerung des Fahrzeuggewichts machen hier neue Entwicklungen notwendig. Vorgestellt wurde eine ovale Chassisform, die bei einem Seitencrash die Kraft umleitet und so die innen liegende Batterie schützt. Die Grundstruktur des Chassis wird von differenzial gefertigten Mehrkammerprofilen aus gebogenen Spaltprofilen gebildet. Die Längsträger werden mit einem hybriden Verfahren aus Kleben mit einem Structural Adhesive Tape und Laserschweißen oder Blindnieten gefügt. Diese Methode verbindet die Vorteile zweier Fügeverfahren, dazu gehört Handlingfestigkeit, das Verhindern von Spaltkorrosion und eine leichte und saubere Verarbeitung. Ein weiteres Beispiel, wie die die Anforderungen der Automobilindustrie in neue Prozesse, Technologien und Lösungen für die Serienproduktion transformiert werden, sind selbstklebende Türdichtungen. Neben positiven Aspekten wie Designfreiheit und geringerem Transportvolumen reduzieren sie ganz erheblich die Geräuschbelastung. Bei einer Frequenz von 4.000 Hertz, wie sie bei schneller Fahrt auf einer Autobahn entstehen kann, verringern sich Außengeräusche um sechs Dezibel. Auch bei einem weiteren Test, bei dem die viskoelastische Eigenschaft des Klebebandes die Dauerwechselbeanspruchung gedämpft hat, setzte sich der Klebstoff gegen Verbindungen aus Metallschrauben und Kunststoffklipse durch. Zahlreiche weitere Anwendungsbeispiele zeigen, dass das Kleben in vielen Anwendungsfällen bereits heute herkömmliche mechanische Fügeverfahren erfolgreich ersetzt und das Gewicht eines Fahrzeugs deutlich reduzieren kann.

17.12.2018
Mischer mit X-Gitter-Geometrie

Die neuen Einwegmischer der Schwing Verfahrenstechnik bieten hohe Mischgüte, senken die Produktionskosten und sparen Material.

Die neue Generation von Einwegmischern mit X-Gitter-Geometrie soll mit ihren Eigenschaften bekannte Schwachstellen, etwa von Wendel- oder quadratischen Mischern, ausmerzen. Entwickler des neuen Typs ist Stamixco, ein Schweizer Hersteller von statischen Mischern aller Art.  Die besondere Bauweise der X-Gitter-Geometrie erlaubt deutliche Einsparungen bei der Länge des Mischers. Um bis zu 66% konnte man die Konstruktionslänge im Vergleich zu bisherigen Mischern kürzen. Damit lässt sich nicht nur der Produktionsabfall um mehr als 60 Prozent reduzieren. Seine kompakte Bauweise macht diesen kurzen und effizienten Kunststoff-Einwegmischer speziell für Roboteranwendungen interessant. Das gilt insbesondere dann, wenn diese Anwendungen sehr präzise Klebstoff-Führungen erfordern. Anwender profitieren zudem von einer sichtbar besseren Mischgüte durch die neue Konstruktion. Die Mischgeometrie erzielt nachweislich beste Resultate für laminare hoch- bzw. niederviskose Mischaufgaben ebenso wie für große Konzentrationsunterschiede. Mit dem X-Gitter-Mischer kann eine perfekte Homogenität bis in die Randzonen erreicht werden – dies auch bei Mischaufgaben, die bislang mit Wendelmischern nicht bewältigt werden konnten. Der Mischer ist erhältlich in PP und POM.

17.12.2018
Klebstoff für Materialmix

Die neuste Generation Methacrylatklebstoffe WELDYX MASTER WHITE der GLUETEC GRUPPE verbindet hohe Festigkeit mit hoher Dehnung und ist für strukturelle, hochfeste und zugleich teilflexible Klebungen mit geringem Schrumpfverhalten eignet.

Der Hochleistungsklebstoff wurde für strukturelle Verklebungen von Acrylaten, PVC, ABS, Metallen, SMC, Polyester/Vinylester, Epoxys, beschichteten Metallen und Edelstahl entwickelt. Der 2-K-Methylmethacrylatklebstoff im Mischungsverhältnis 10:1 ist in  Verarbeitungszeiten von 5 und 15 min.  erhältlich. Strukturelle, hochfeste und zugleich flexible und hochbeständige Verklebungen von Aluminium und Edelstahl sind ohne Einsatz eines Primers möglich – das spart Zeit. Durch seine Flexibilität können auch Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungs-koeffizienten strukturell verklebt werden. Im Vergleich zu anderen Klebstoffen bietet dieser ein niedrigeres Schrumpfverhalten und zwei Reaktionszeiten, die dem Anwender präzise Verklebungen im gewünschten Zeitfenster ermöglichen. Anwendungsgebiete sind Automobilkomponenten, elektrische Komponenten, Haushaltsgeräte, Kunststofftanks, Kunststoff- und Verbundwerkstoffanfertigungen, Thermoform-Gehäuse etc.

05.12.2018
„Schneller“ Strukturklebstoff für Leichtbau

Mit dem neuen flammgeschützten Strukturklebstoff DELO DUOPOX AB8162 sorgt DELO für schnellere Prozesse in der Fertigung und trägt insbesondere der steigenden Nachfrage der Luftfahrtindustrie Rechnung.

Bei dem neuen 2K-Epoxidharzklebstoff für strukturelle Leichtbauverbindungen im Flugzeuginnenraum wurde auf einen schnellen Festigkeitsaufbau geachtet. Das Material härtet bei Raumtemperatur aus, ist aber für temperaturbeschleunigtes Aushärten optimiert. So sind bei einer Temperatur von 60 °C nur 15 min. Aushärtezeit notwendig, um die Funktionsfestigkeit (>= 10 MPa) zu erreichen. Damit ist ein Weiterverarbeiten der Bauteile bereits nach dieser kurzen Zeit möglich und es lassen sich Produktionsprozesse deutlich verkürzen. Der Klebstoff wird universell eingesetzt und findet u.a. als Beschichtung oder beim Verkleben von Insert-Befestigungselementen Verwendung. Mit seiner beige-gelblichen Farbe ist er optisch an Honeycomb-Sandwichpanels angepasst, die in der Produktion von Flugzeugen häufig zum Einsatz kommen. Der Klebstoff bietet konstant hohe Festigkeiten – sowohl unter Temperatureinfluss als auch nach Alterung – sowie eine sehr gute Medienbeständigkeit, z.B. gegenüber Skydrol – einer Hydraulikflüssigkeit, die in der Luftfahrt häufig eingesetzt wird. Aufgrund der Sicherheitsrelevanz gelten im Flugzeuginnenraum hohe Brandschutzanforderungen an die verwendeten Materialien. Daher handelt es sich bei diesem Klebstoff um ein flammgeschütztes Produkt. Es erfüllt die Anforderungen von FST-Tests nach CS/FAR Part 25 §25.853 (a)(1)(ii) sowie der Airbus-Norm ABD0031. FST steht für Flame, Smoke, Toxicity. Bei diesen Tests wird eine stabförmige Probe reinen Klebstoffs für 12s über einem Bunsenbrenner positioniert, nach dieser Zeit soll der Klebstoff selbstverlöschend sein. Zusätzlich muss er niedrige Werte bei Rauchgas-Dichte und -Toxizität erreichen. Der Klebstoff ist zudem CMR-frei (not carcinogenic / mutagenic / reprotoxic, d.h. nicht krebserzeugend / erbgutverändernd / fortpflanzungsgefährdend). Er lässt sich mit dem DELO-Automix-System quasi einkomponentig verarbeiten, wobei seine thixotropen Eigenschaften für ein ausgezeichnetes Fließverhalten sorgen. Mit dem Ende der Scherbelastung beim Dosieren nimmt die Viskosität wieder zu, wodurch er nicht verfließt.

DELO, DUOPOX AB8162.
DELO, DUOPOX AB8162.
04.12.2018
Die DIN 2304 wird Standard

Eine Norm wie die DIN 2304 ist kein Gesetz. Dass Hersteller, die in ihrer Fertigung kleben, meinen, diese Anwendernorm beträfe sie nicht, wird sich aus Sicht der Klebnorm Consulting GmbH als Irrtum erweisen. Darüber hinaus versperrt diese Wahrnehmung der Norm den Blick auf die Chancen.

Die aktuelle Ausgangslage ist klar: Das Kleben funktioniert in der Praxis oft nicht so, wie es sollte. Das vorhandene Potenzial der Technologie wird nicht ausgeschöpft. Das Hauptproblem sind Verarbeitungsfehler und damit – neben den Prozessen – letztlich der Mensch. Er ist meistens nicht ausreichend für die anspruchsvolle Anwendung von Klebstoffen qualifiziert. Und hier setzt die Anwendernorm DIN 2304 an. Mit ihr sollen Klebprozesse verbessert und reproduzierbar gemacht werden. Das Fachpersonal wird auf drei Ebenen qualifiziert und trägt so dazu bei, dass mehr Klebstoffanwendungen dauerhaft funktionieren.

Die Kernelemente der DIN 2304 sind:
1. Klassifizierung der Klebungen nach Sicherheitsanforderungen, inkl. Folgeabschätzung im Versagensfall der jeweiligen Klebung
2. Die Ausbildung des Klebaufsichtspersonals (KAP)
3. Nachweisführung

Und man kann es nicht oft genug sagen: Die normgerechte Erfüllung der Kernelemente ist ausschließlich Aufgabe des Anwenders, nicht des Klebstoffherstellers. Dies gilt auch für die Nachweisführung. Damit sind alle Unternehmen in Industrie, Handwerk, Gewerbe, Wartung & Instandhaltung betroffen, die konstruktive Klebungen (lastübertragende Klebverbindungen) ausführen. Die Norm ist zwar kein Gesetz, kann aber auf Verlangen des Auftraggebers durchaus Verbindlichkeit erlangen und Normen wie die DIN 2304 werden auch im Falle eines Rechtsstreites (z.B. im Schadensfall) gerne herangezogen. Wie lässt sich die DIN 2304 ressourcenschonend im Unternehmen implementieren? Hier setzen Beratungsansatz und Dienstleistungen der Klebnorm Consulting GmbH an. Entscheidend sind dabei – neben der bewährten Methodik – Erfahrung, Know-how und der professionelle Blick von außen. Hier bekommen die Kunden ein „rundum- sorglos-Paket“ – von der Ist-Analyse, über die Unterstützung zur schnellen Qualifikation der Mitarbeiter bis hin zur Anmeldung beim zertifizierenden Unternehmen. Die externe Begleitung beginnt mit der Auswahl der relevanten Normen sowie der Definition der Sicherheitseinstufung für die jeweilige Verklebung. Daraus lässt sich ableiten, was zu tun ist. Es folgt vor Ort eine Analyse der bestehenden Gegebenheiten wie Räumlichkeiten, Infrastruktur, den eingesetzten Klebstoffen, Verarbeitungsgeräten und -hilfsmitteln und der bisherigen prozessbegleitenden Dokumentation entlang des Materialflusses. Im nächsten Schritt wird – von der Soll-Situation kommend – der Handlungsbedarf erarbeitet. Hier gibt es dann einen Aktionsplan. Gleiches gilt für den Kenntnisstand der mit den Klebungen betrauten Mitarbeiter und Vorlagen für die notwendigen QM-Dokumente. Auf Wunsch wird auch ein Voraudit durchgeführt. Am Ende steht letztendlich die Zertifizierung durch ein neutrales Institut. Und steht kurzfristig nicht ausreichend Personal zur Verfügung, wird z.B. Klebaufsichtspersonal für KMU in Kooperation mit Personaldienstleistern kurzzeitig bzw. dauerhaft bereitgestellt. Mit dieser Vorgehens-weise lassen sich in vielen Unternehmen schnell und effizient Wettbewerbsvorteile generieren, die bisher brach lagen. Die Norm nicht als Zwang, sondern als Chance zu verstehen, eröffnet dabei ganz neue Perspektiven und macht Unternehmen fit für diese „Zukunftstechnologie“.

Weitere Informationen zu diesem Thema: Das Interview mit den Unternehmensgründern <https://dichtdigital.isgatec.com/de/profiles/1d1042c9c353/editions/734d8b3ec0f4f79379df/pages/page/19 >

Klebnorm Consulting GmbH, DIN2304.
Klebnorm Consulting GmbH, DIN2304.
03.12.2018
Mehr Qualität beim manuellen Kleben

Bei bestimmten Anwendungen kann es – laut Atlas Copco IAS – sinnvoll ­sein, Kleb- und Dichtstoffe manuell statt automatisiert aufzutragen. Um eine gleichbleibend hohe Qualität zu erreichen, sollten Planer und Anwender verschiedene Faktoren beachten.

Wenn Kleinserien im Karosserierohbau oder an Nacharbeitsstationen verklebt oder Nähte abgedichtet werden müssen, geschieht das häufig per manueller Applikation. Das manuelle Kleben bietet gegenüber automatisierten Lösungen immer dann einen Vorteil, wenn eine hohe Flexibilität gefragt ist, viele unterschiedliche Produkte gefertigt werden und die Applikationen innerhalb der Linie häufig wechseln. Qualifizierte und geübte Anwender können mit dem richtigen Werkzeug schnell und präzise arbeiten und erreichen problemlos auch schwer zugängliche Stellen. Es ist daher sinnvoll, an den Klebearbeitsplätzen möglichst regelmäßig dieselben Mitarbeiter einzusetzen und nicht zu häufig zu wechseln. Neben der Qualifizierung des Personals haben der gesamte Systemaufbau und das manuelle Klebewerkzeug selbst einen hohen Einfluss auf die Qualität. Wer beim Aufbau des Arbeitsplatzes und der Auswahl des Werkzeugs sechs wichtige Faktoren beachtet, kann die Produktivität und die Qualität der manuellen Applikation deutlich steigern:

1. Materialdruckregler gegen Pumpenschlag – dieser wirkt sich in der Praxis oft negativ auf die Applikation aus. Beim Umschaltpunkt von Auf- zu Niederhub der Materialpumpe kann es zu kurzzeitigen Druckschwankungen kommen, die zu einem erhöhten beziehungsweise reduzierten Materialaustritt am Applikator führen. Hier ist es wichtig, dass das System entsprechend gut parametriert ist und die Drücke richtig eingestellt sind. Der Einsatz eines Materialdruckreglers kann den Schlag minimieren. Das ermöglicht eine saubere und gleichmäßige Applikation.

2. Gute Sicht auf die Applikation – sie ist ein wichtiger Einflussfaktor auf die Qualität, der häufig unterschätzt wird. Viele herkömmliche Handapplikatoren sind groß und unhandlich, das Schlauchpaket und das Gehäuse verdecken häufig die soeben aufgetragene Kleberaupe. Atlas-Copco entwickelt daher besonders kleine und handliche Werkzeuge. Dabei kommt es vor allem auf den vorderen Bereich des Geräts an. Ist dieser möglichst klein dimensioniert, verbessert das die Sicht auf das Werkstück und damit die Qualität der Klebeanwendung erheblich.

3. Optimale Temperierung - moderne Klebstoffe müssen tendenziell immer häufiger temperiert werden. Epoxidharz-Klebstoffe werden z.B. bei Temperaturen zwischen 40 °C und 60 °C verarbeitet. Geheizt wird entlang der kompletten Materialförderstrecke – von der Pumpe über den Schlauch bis zum Applikator. Am Applikator muss das Material seine ideale Verarbeitungstemperatur haben. Eine konsistente und präzise Temperaturführung entlang des Gesamtsystems ist entscheidend. Bei der Wahl des Applikators sollte darauf geachtet werden, dass das Modell speziell auf beheizte Systeme ausgelegt ist. Denn eine präzise Temperierung ermöglicht die optimale Verarbeitung mittel- und hochviskoser Klebstoffe. Dabei ist außerdem eine gute Isolierung des Applikatorgehäuses wichtig, um Verletzungen zu vermeiden.

4. Einfluss des Schlauchs minimieren –  durch den Trend zum Temperieren des Klebstoffes rückt aber auch die Bedeutung des Materialschlauchs im Gesamtsystem in den Vordergrund. Er muss nicht nur beheizbar sein, sondern aufgrund des höherviskosen Materials auch hohen Drücken standhalten. Das wiederum vergrößert sein Gewicht und Volumen. Im Sinne einer ergonomischen Arbeitsplatzgestaltung sollte daher nicht nur auf einen hochwertigen Handapplikator geachtet werden, sondern der Schlauch sollte an einer drehbaren Kupplung sitzen, damit er die Beweglichkeit des Werkers nicht einschränkt. Darüber hinaus ist der Einsatz eines Balancers empfehlenswert, an dem der Applikator und der Schlauch aufgehängt werden können. Sie tragen das Gewicht des Systems und senken so die Belastung des Werkers.

5. Auf Ergonomie des Werkzeugs achten – für produktives Arbeiten und ein präzises Ergebnis spielt auch die Ergonomie des Werkzeugs selbst eine große Rolle. Der Applikator sollte gut ausbalanciert sein und einen geeigneten, ausreichend großen Griff sowie möglichst einen Zusatzhandgriff haben.  So haben verschiedene Anwenderstudien gezeigt, dass die meisten Bediener einen zweiten Griff suchen. Sie legen instinktiv die zweite Hand vorne auf den Auslass oder an den Schlauch. So können sie das Werkzeug besser kontrollieren. Ein Zusatzhandgriff hilft, das Gerät besser auszubalancieren und verhindert frühzeitiges Ermüden des Hand-Arm-Systems. Darüber hinaus wirkt sich der Abzug auf die Ergonomie aus: Pneumatische Abzüge sind von Vorteil, weil der Anwender weniger Kraft aufwenden muss.

6. Gleichmäßiger Materialfluss – eine gleichmäßige Kleberaupe zu erzeugen, ist bei manuellen Anwendungen eine besondere Herausforderung. In der Praxis sind vor allem Hammerköpfe ein häufiges Problem, also zu viel Materialauftrag am Anfang oder am Ende der Applikation. Eine gute Lösung bieten hier Geräte, bei denen sich der Materialfluss steuern lässt. Damit tritt die Materialmenge gleichmäßig aus – und lässt sich je nach Bauteil, Applikation und Auftragsgeschwindigkeit individuell anpassen. Das vermeidet Hammerköpfe, reduziert die Nacharbeit und verbessert insgesamt die Qualität und Produktivität der Anwendung.

Atlas Copco IAS, Manuelles Kleben.
Atlas Copco IAS, Manuelles Kleben.
19.11.2018
Automatisierungslösungen aus dem Verbundprojekt „Autoglare“

Die vom Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Stade, im Teilprojekt „NFM-Glare“ für Standard-Industrieroboter neu entwickelten Endeffektoren zur automatisierten Klebfilmablage und Stringerintegration bei der Herstellung von Flugzeugrumpfschalen ermöglichen Produktionsratensteigerungen bei gleichbleibender Qualität und geringeren Kosten.

Die Automatisierungslösungen gehen über das Technology Readiness Level 5 (TRL 5) hinaus. Das bedeutet, dass die Technologien bereits in der Einsatzumgebung mit seriennahen Geschwindigkeiten an einem etwa 2 x 6 m großen Prototypen validiert wurden. Die Bauteile aus FML (Fiber-Metal-Laminates) bestehen aus dünnen Aluminiumblechen mit 0,3 oder 0,4 mm Stärke und Glasfaser-Prepreg-Lagen, die im Wechsel abgelegt werden. Durch die verschiedenen Lagen entstehen Barrieren, die einen Rissfortschritt behindern und somit zu einer höheren Schadenstoleranz der Bauteile führen. Zur Herstellung von FML-Bauteilen werden Klebfilmstreifen benötigt, die die Aluminiumbleche miteinander verbinden. In dem Projekt wurden die doppelseitig klebenden Streifen mit dem Klebfilmendeffektor automatisiert auf den Blechen abgelegt, um einerseits die Bleche miteinander zu verbinden und andererseits die Längsverstärkungselemente (Stringer) zu fixieren, nachdem sie von zwei kooperierenden Robotern auf dem Flugzeugrumpfsegment positioniert wurden. Mit einem Gewicht von nur 75 kg und einer kompakten Bauweise ist der Klebfilmendeffektor auch auf kleinen Robotern unter räumlich beengten Bedingungen einsetzbar. Er beherrscht Zuschnitt, Ablage und Andruck doppelseitiger Klebebänder mit einer stufenlos wählbaren Länge von wenigen mm bis hin zu 50 m auf ebenen, gekrümmten oder doppelt gekrümmten Oberflächen. Erreicht wird dies über einen Regelkreis, welcher das Klebeband mit einer konstanten Kraft vorspannt. Die Vorspannung ermöglicht einen prozesssicheren Ablauf und eine hohe Ablagegenauigkeit. Der Bediener muss dazu nur die gewünschte Kraft an einem Bedienpult eingeben, alles Weitere erfolgt automatisch. Zur Erleichterung der Eingabe wurde eine benutzerfreundliche Bedienoberfläche mit selbsterklärenden Bildern entwickelt, die es auch unerfahrenen Mitarbeitern ermöglicht, sich schnell in die Steuerung des Systems einzuarbeiten. Nach leichten Modifikationen kann der Endeffektor neben Klebfilmstreifen auf Aluminiumoberflächen auch andere Arten von Materialien auf anderen Bauteiloberflächen präzise ablegen, sofern diese als Rollenware bereitstehen. Die Genauigkeit der Ablage beträgt ± 1 mm. Um Stillstandzeiten beim industriellen Einsatz der Technologie so kurz wie möglich zu halten, erfolgt die gesamte Bahnplanung des Endeffektors offline. Die in den Klebfilmendeffektor integrierte Messtechnik dokumentiert den Anpressdruck, die Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit sowie viele weitere Parameter zur Überwachung der optimalen Bedingungen für das klebtechnische Fügen. Somit ist eine Online-Qualitätssicherung gewährleistet. Die derzeitige manuelle Integration von 6 m langen Stringern in der Fertigung erwies sich in dem Projekt als Herausforderung für die Automatisierung. Obwohl Stringer als Versteifungselemente in Flugzeugen dienen, weisen sie eine für die Automatisierung kritische Verformung auf, wenn sie an nur ein oder zwei Punkten gehalten werden. Zudem kamen Stringer mit Z-Profil zum Einsatz, die zur Mittelachse nicht symmetrisch sind, was beim Anheben zusätzlich zu einer Verwindung führt. Um dem Verformungsverhalten Rechnung zu tragen, verschiedene Stringerprofile greifen und perspektivisch noch längere Stringer integrieren zu können, war die Handhabung nicht mit einem einzelnen Greifer realisierbar. Die Wahl fiel auf ein System mit zwei Greifern, die jeweils an einem einzelnen Roboter angebracht wurden. Zur Handhabung folgt ein Roboter der Bewegung des anderen Roboters in einem definierten Abstand. Um eine Verformung der Stringer während der Handhabung zu vermeiden, muss die Bahnplanung offline durchgeführt werden. Hierbei erfolgt zugleich eine Kollisionsprüfung. Die entwickelten Stringergreifer passen sich automatisch den Stringerlängen und -dicken an und können diverse Stringergeometrien greifen. Durch leichte Modifikationen an den Führungsrollen sind nahezu alle Stringer mit den Greifern integrierbar. Die Erwärmung des Klebfilms unter dem zu integrierenden Stringer, die Anpresskraft und die Integrationsgeschwindigkeit lassen sich stufenlos anpassen und werden während des gesamten Prozesses zur Qualitätssicherung aufgezeichnet. Die Greifer gleichen Unebenheiten in den Stringern aus, wodurch eine Integration innerhalb der Kraft- und Temperaturspezifikationen gewährleistet ist. Nach einer Laufzeit von drei Jahren endete das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Forschungsprojekt »NFM-Glare« (BMWI-Förderkennzeichen: 20W1517D) vor Kurzem.

IFAM, Automatisierungslösung.
IFAM, Automatisierungslösung.
19.11.2018
Neuer Druckkopf für viskose Fluide und Pasten

Der 2K-Druckkopf für 2K-Fluide und -Pasten vipro-HEAD 3/3 bzw. 5/5 von ViscoTec trägt den steigenden Anforderungen im 3D-Druck Rechnung.

Die parallel unabhängig voneinander laufenden Motoren empfangen Signale direkt vom 3D-Drucker. Je nach Kundenwunsch können Entlüftungsschrauben an den Druckkopf adaptiert werden, um die Entlüftung bei Inbetriebnahme zu erleichtern. Über optional integrierte Drucksensoren wird der Ausgangsdruck am statischen Mischer überwacht, sodass der Dosiervorgang bei Druckschwankungen automatisch gestoppt wird. So kann eine Beschädigung von Rotor und Stator verhindert werden. Dank des Endloskolben-Prinzips, bei dem Rotor und Stator eine wesentliche Rolle spielen, können nahezu alle viskosen 2K-Fluide und -Pasten produktschonend und kontinuierlich dosiert werden. Für die optimale Durchmischung des 2K-Materials kann eine große Bandbreite an statischen Mischern am Druckkopf angebracht werden.

ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH, vipro-HEAD 3/3 und 5/5.
ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH, vipro-HEAD 3/3 und 5/5.
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