Automatisierte Auftragstechnik für Klebstoffe und Dichtstoffe

Individuelle Lösungen für automatisierte Kleb- und Dichtprozesse

Das Fraunhofer IFAM in Stade entwickelt automatisierte, zukunftsweisende Füge- und Dichtprozesse für zahlreiche Branchen, darunter Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Schienenfahrzeugbau, Schiffbau und den Energiesektor, bis hin zum 1:1-Maßstab. Die individuellen Lösungen basieren auf den anwendungsspezifischen Anforderungen beim Fügen oder Versiegeln von Strukturen.

Das Leistungsspektrum umfasst die Beratung sowie die Charakterisierung anwendungsrelevanter Parameter und prozessspezifischer Anforderungen für den Einsatz geeigneter Kleb- und Dichtstoffe im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungs-Arbeiten (FuE-Arbeiten). Auf dieser Basis kann die Auswahl oder Entwicklung eines passenden robotischen Endeffektorsystems erfolgen. Auch die Vermischung des Zwei-Komponenten-Materials und die Applikationstechnik werden dabei berücksichtigt. Auf Grundlage kundenspezifischer Anforderungen lassen sich so komplette Füge- und Versiegelungsprozesse für die Produktion konzipieren. 

Effizienzsteigerung durch automatisierte Kleb- und Dichtprozesse

Kleb- und Dichtstoffe finden nicht nur Anwendung beim Verbinden von Bauteilen, sondern auch beim Versiegeln von Kanten und offenen Strukturen sowie beim Ausgleich von Toleranzen im Fügespalt zwischen Bauteilen (»Shimming«). Während ein einzelner, manuell ausgeführter Fügeprozess oft vergleichsweise einfach erscheint, steigt in der Klebtechnik mit zunehmenden Präzisionsanforderungen die Komplexität deutlich. Insbesondere der menschliche Faktor und der Bedarf an hohem personellem Qualifikationsniveau machen manuelle Prozesse fehleranfällig. Daher trägt die Automatisierung in präzisionskritischen Klebprozessen erheblich zur Prozesssicherheit bei und kann so den Aufwand sowie langfristig auch die Kosten reduzieren.

Das Fraunhofer IFAM in Stade verfügt über zahlreiche Robotersysteme, darunter große Industrieroboter als auch kleine Leichtbauroboter. Diese Ausstattung ermöglicht die Entwicklung und Realisierung maßgeschneiderter Lösungen für Kleb- und Abdichtprozesse, die vom Labormaßstab bis hin zum Full-scale-Demonstrator reichen.
 

Herausforderungen bei Dosiersystemen

Das Fraunhofer IFAM in Stade verfügt über zahlreiche Robotersysteme, darunter große Industrieroboter als auch kleine Leichtbauroboter. Diese Ausstattung ermöglicht die Entwicklung und Realisierung maßgeschneiderter Lösungen für Kleb- und Abdichtprozesse, die vom Labormaßstab bis hin zum Full-scale-Demonstrator reichen.

Aus diesem Grund bietet das Fraunhofer IFAM eine Vielzahl von Endeffektoren mit unterschiedlichen Fördermethoden an, darunter Kolbenpumpen, Zahnradpumpen und Exzenterschneckenpumpen.

Dadurch lässt sich eine breite Palette von Anwendungsszenarien mit verschiedenen Kleb- und Dichtstoffen realisieren. 

Die optimale Auswahl für einen konkreten kundenspezifischen Anwendungsfall hängt von den zu verarbeitenden Mengen, dem resultierenden Volumenstrom und auch von der Zusammensetzung der Kleb- und Dichtstoffe ab.

Die Eigenschaften von Klebsystemen können je nach Anwendung erheblich variieren, sodass die Vermischung individuell bewertet und angepasst werden muss. Dafür stehen in Stade drei Mischsysteme zur Verfügung: statische Mischrohre, dynamisch-statische Mischer sowie dynamische Mischer.

Qualitätsgesicherte Gesamtlösungen für hochpräzise automatisierte Kleb- und Dichtprozesse

Die Entwicklung von automatisierten Füge- und Dichtprozessen ist eine zentrale Kernkompetenz des Fraunhofer IFAM in Stade im Bereich Fügen und Montieren. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen systematisch und anwendungsnah den automatisierten Einsatz von Kleb- und Dichtstoffen für unterschiedliche Industriezweige. Das Team verfügt über umfassendes Fachwissen, modernste Technologien und umfangreiche Erfahrung. Auf Basis eines ganzheitlichen Prozessansatzes erarbeiten die Forschenden maßgeschneiderte Lösungen – von der Reinigung und Aktivierung über den präzisen Auftrag der Materialien bis hin zur umfassenden Qualitätskontrolle. Dabei können auch spezifische Applikationsdüsen für den jeweiligen Prozess entwickelt werden, um die gewünschte Klebstoffnaht hochpräzise aufzutragen und den Maskieraufwand der zu verklebenden Bauteile zu reduzieren.

Die automatisierte Oberflächenvorbehandlung vor dem Kleben und Dichten bildet einen zentralen Schwerpunkt der FuE-Aktivitäten. Reinigungs- und Aktivierungsverfahren wie das Vakuumsaugstrahlen werden in Stade entwicklungsseitig ausgelegt, prozesstechnisch erprobt und messtechnisch validiert, wodurch eine ganzheitliche Prozesskette abgedeckt wird.