Infrarot-Thermometer steuern Fügeprozess
Überwachtes Kleben
Beim Kleben von Bauteilen unterschiedlicher Materialien ist der Härtungsprozess eine wichtige Komponente. Sie bindet Kapital, ist zeitaufwendig und entscheidet nicht zuletzt über die Qualität des zusammengefügten Produkts. Die Schweizer Firma Vulkan hat hierfür ein spezielles Mess- und Regelungssystem, das COD-Verfahren, entwickelt, das mittels Infrarot-Thermometer der Firma Optris gesteuert wird.
Bild: Vulkan AGHolz, Kunststoff, Metall, Glas, Gummi und viele weitere Materialien finden in der Industrie ihre Anwendung. Hierbei werden die verschiedenen Werkstoffe teils sortenrein - also miteinander -, als auch sortenfremd - also untereinander - mittels Klebetechnik gefügt. Die Klebetechnik hat gegenüber herkömmlichen Verbindungsverfahren Vorteile: Die Werkstücke werden nicht erwärmt, wodurch u.a. die Gefügestruktur und die mechanischen Eigenschaften der Werkstücke unverändert bleiben, an den Verbindungselementen entstehen keine Spannungsspitzen, große Verbindungsflächen können vergleichsweise einfach gefügt werden, der Klebestoff dient gleichzeitig als Dichtung.
Curing-on-Demand-Verfahren
Allgemein werden Verbindungskonstruktionen in der Fahrzeug- und Weißwarenindustrie als auch im klassischen Maschinenbau mehr und mehr auf das Kleben ausgerichtet, mit dem Vorteil, Durchlaufzeiten zu verringern, Festigkeiten zu erhöhen und die Qualität zu sichern. Das neuartige COD-Verfahren der Firma Vulkan, das seitens des Schweizer Optris-Vertriebspartner Roth+Co. betreut wurde, kontrolliert die Temperatur des Klebstoffes mittels eines Infrarot-Thermometers und optimiert die Temperatur dann über individuell eingestellte Infrarotstrahler. Da es sich bei diesem Prozess um ein einfaches Spannwerkzeug handelt, wird der Spannrahmen direkt unter das COD gefahren, wobei bei entsprechender Auslegung der Spannrahmen der gewünschte Effekt einfach erreicht wird. Bei komplexen Werkzeugen können die COD-Einheiten an der Trennebene zwischen Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil umlaufend angebracht werden. Bessere Ergebnisse werden erzielt, wenn einzelne Werkzeugsegmente bestückt mit COD-Einheiten umlaufend an der zu fixierenden Klebelinie integriert werden. Die Wirkung wird verstärkt, wenn die Bestrahlung der Klebestelle beidseitig von oben und unten erfolgt. Die feine, rasche und berührungslose Einbringung von Energie ins Bauteil schont den Klebstoff. Es ist möglich, auch bereits oberflächenlackierte Bauteile (unabhängig von der Farbe hell/dunkel) so zu bestrahlen, dass in kurzer Zeit die Klebestelle mit der eingebrachten Wärmeenergie beschleunigt wird, ohne die lackierte Oberfläche zu zerstören.
IR-Strahlung beeinflusst Klebemittel
Die Temperatur ist eine der wichtigsten physikalischen Größen beim Kleben. Ist sie zu niedrig, wird der Klebstoff spröde. Ist sie zu hoch, erweicht der Stoff bzw. kann sogar Schmelzen oder Degradieren. Durch die Nutzung unterschiedlicher Wellenlängen eines Infrarotstrahlers kann das Klebemittel durch die Bauteile hindurch temperiert werden. Kurzwellige Strahlung dringt tief in massive Materialien ein und sorgt für eine gleichmäßige Durchwärmung. Infrarotstrahlung hat die Fähigkeit, hohe Energiemengen in kurzer Zeit zu übertragen und kann exakt auf Werkstücke und Fertigungsschritte abgestimmt werden. Gezielt angebrachte Reflektoren bündeln die Energie auf die gewünschte Einheit während die Anlage und die Umgebung kühl bleiben. Die Temperatur der Bauteile wird mittels Infrarot-Thermometer der Kompaktserie Optris CT berührungslos gemessen. In Kombination mit elektronischen PID-Temperaturreglern takten und pulsieren sie die Infrarotstrahler temperaturgenau in errechneten Frequenzen und bringen Werkstück-schonend die Energie in einer optimalen Leistungsdichte in die Klebstoffe. Laserpointer lassen sich für die Visualisierung der Strahlermittelachse separat zuschalten und optimieren zusätzlich die Prozesse. Die Kombination aller Komponenten und deren Parametern garantiert das Optimum der Temperierung in Genauigkeit, Temperaturverteilung und Energieeindringtiefe und zeichnet dadurch das COD-Regelsystem aus. Die Heizleistung des IR-Strahlers, die Wellenlänge sowie die Oberflächentemperatur lassen sich dabei aufeinander abstimmen und anpassen.
Beim Kleben von Bauteilen unterschiedlicher Materialien ist der Härtungsprozess eine wichtige Komponente. Sie bindet Kapital, ist zeitaufwendig und entscheidet nicht zuletzt über die Qualität des zusammengefügten Produkts. Die Schweizer Firma Vulkan hat hierfür ein spezielles Mess- und Regelungssystem, das COD-Verfahren, entwickelt, das mittels Infrarot-Thermometer der Firma Optris gesteuert wird.
Bild: Vulkan AGHolz, Kunststoff, Metall, Glas, Gummi und viele weitere Materialien finden in der Industrie ihre Anwendung. Hierbei werden die verschiedenen Werkstoffe teils sortenrein - also miteinander -, als auch sortenfremd - also untereinander - mittels Klebetechnik gefügt. Die Klebetechnik hat gegenüber herkömmlichen Verbindungsverfahren Vorteile: Die Werkstücke werden nicht erwärmt, wodurch u.a. die Gefügestruktur und die mechanischen Eigenschaften der Werkstücke unverändert bleiben, an den Verbindungselementen entstehen keine Spannungsspitzen, große Verbindungsflächen können vergleichsweise einfach gefügt werden, der Klebestoff dient gleichzeitig als Dichtung.
Optris GmbH
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 1+2 2016 - 02.02.16.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
