Abschluss des Forschungsvorhabens „Anforderungsgerechte Analyse und Entwicklung einer Methode zur Bewertung instationär Zustände bei der 2K Klebstoffverarbeitung“
Das IGF-AiF-Vorhaben IGF-Nr.: 18.160 N / DVS-Nr. 08.090 (Laufzeit 01.04.2014 – 31.12.2016) wurde von der Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e. V. des DVS koordiniert und in Zusammenarbeit mit dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (LWF Paderborn) bearbeitet
Die Klebstoffapplikation erfolgt in der industriellen Praxis zunehmend automatisiert mithilfe von Klebstoffverarbeitungsanlagen, die das Fördern, Dosieren und Mischen der beiden Klebstoffkomponenten sowie das Applizieren des Klebstoffes übernehmen. Aufgrund der aufwendigen Bauteilgeometrie ist es häufig notwendig, den Klebstoff auch in Radien oder Eckbereichen zu applizieren. Für solche Applikationen ist es erforderlich, die Geschwindigkeit des Roboters, der die Bauteile aufnimmt, aufgrund der hohen Trägheit der bewegten Massen zu verringern. Um trotz der Geschwindigkeitsreduzierung einen konstanten Raupenquerschnitt auch an komplizierten Bauteilgeometrien realisieren zu können, muss die Klebstoffausflussrate der Robotergeschwindigkeit angepasst werden. Diese Anpassung der Ausflussrate an die Robotergeschwindigkeit während der Klebstoffapplikation wird als geschwindigkeitsproportionales Dosieren bezeichnet und stellt einen instationären Zustand des Dosierprozesses dar.
Vorangegangene Projekte zeigten die Veränderlichkeit der mechanischen Eigenschaften von Klebverbindungen bei instationären Zuständen der automatisierten 2K-Klebstoffapplikation. Abhängig von der Dosiersituation, dem Aufbau der Applikationsanlage und der Handhabungsgeräte entstehen Einflüsse auf die Genauigkeit der Förderung der Klebstoffkomponenten. Die Ursachen dieser Schwankungen wurden untersucht und Optimierungsmaßnahmen entwickelt. Es wurden die Einflüsse durch die Variation der Anlagenparameter, wie der Dosierertypen, Schlauchleitungen und Mischerarten, sowie der Prozessparameter betrachtet.
Das Projekt zur Analyse instationärer Zustände konnte die Grenzen von automatisierten 2K-Klebstoffprozessen anhand von einfachen Bewertungsmethoden aufzeigen. Anhand der im Projekt entwickelten Bewertungsmethode der Druck- und Durchflussmessung der einzelnen Komponenten direkt vor der Applikation, ist es möglich, die Schwankungen im Mischungsverhältnis bei unterschiedlichen Dosiersituationen zu quantifizieren. Damit wurden bei nicht optimierten Prozessen Abweichungen vom idealen Mischungsverhältnis von bis zu 50 % ermittelt. Durch gezielte Optimierung der Prozessparameter konnten die Abweichungen während des instationären Zustandes auf 15 % reduziert werden und somit die Schwankungen in den mechanischen Eigenschaften der Klebverbindungen entsprechend minimiert werden.
Im Ergebnis wird dem Anwender eine Bewertungsmethode zur Verfügung gestellt, welche ihm die Optimierung insbesondere instationärer 2K-Klebstoffapplikationsprozesse und Klebungen mit konstantem mechanischen Eigenschaftsprofil ermöglicht.
Das IGF-Vorhaben „Anforderungsgerechte Analyse und Entwicklung einer Methode zur Bewertung instationär Zustände bei der 2K Klebstoffverarbeitung“ (IGF-Nr. 18.160 N / DVS-Nr. 08.090) der Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e.V des DVS wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Dafür sei an dieser Stelle gedankt. Für die zur Durchführung dieses Forschungsprojektes zur Verfügung gestellten Versuchswerkstoffe, Hilfsfügeelemente und Dienstleistungen sowie für die Unterstützung und die konstruktiven Diskussionen möchten wir uns außerdem bei den Mitgliedern des projektbegleitenden Ausschusses bedanken.
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