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Infrarotthermometer steuern Fügeprozess : Ausgabe 05/2015, 19.03.2015

Optimale Temperatur für dauerhafte Klebetechnik

Beim Kleben von Bauteilen unterschiedlicher Materialien ist der Härtungsprozess eine sehr wichtige Komponente. Sie bindet Kapital, ist zeitaufwendig und entscheidet nicht zuletzt über die Qualität des zusammengefügten Produkts. Curing on Demand (COD) ist ein speziell hierfür entwickeltes Mess- und Regelungssystem, das mittels Infrarotthermometer gesteuert wird.

Bilder: Vulkan AG, Optris GmbH, Vulkan AG

Holz, Kunststoff, Metall, Glas, Gummi und viele weitere Materialien finden in der Industrie ihre Anwendung. Hierbei werden die verschiedenen Werkstoffe teils sortenrein – also miteinander –, wie auch sortenfremd – also untereinander – mittels Klebetechnik gefügt. Kleben besitzt gegenüber herkömmlichen Verbindungsverfahren grosse Vorteile: Die Werkstücke werden nicht erwärmt, das bedeutet die Gefügestruktur und andere mechanische Eigenschaften der Werkstücke bleiben unverändert. An den Verbindungselementen entstehen keine Spannungsspitzen und grosse Verbindungsflächen können vergleichsweise einfach gefügt werden. Zudem dichtet der Klebstoff die Fügestelle ab.

Härtungsprozess funktioniert auch bei lackierten Oberflächen

Allgemein werden Verbindungskonstruktionen in der Fahrzeug- und Weisswaren-Industrie 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 COD-Verfahren (Curing on Demand) der Vulkan AG kontrolliert die Temperatur des Klebstoffes mittels eines Infrarotthermometers und optimiert die Temperatur über individuell eingestellte Infrarotstrahler. Dabei wird ein Spannwerkzeug mit den gefügten Teilen direkt unter die Infrarotstrahler gefahren. Bei komplexen Werkzeugen können die COD-Einheiten an der Trennebene zwischen Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil umlaufend angebracht werden. Bessere Ergebnisse liefert die Bestückung einzelner Werkzeugsegmente mit COD-Einheiten, die 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. Die Techniker haben nachgewiesen, dass dieser Prozess auch bei oberflächenlackierten Bauteilen funktioniert. Unabhängig von der Farbe lassen sich die Teile so bestrahlen, dass in extrem kurzer Zeit die Klebewirkung mit der eingebrachten Wärmeenergie beschleunigt wird, ohne die lackierte Oberfläche zu zerstören.

Besser Kleben durch genaue Temperatursteuerung

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.

Konstante Temperaturmessung führt zum Erfolg

Die Temperatur der Bauteile wird über Infrarotthermometer berührungslos gemessen. Optris-Infrarotthermometer der Kompaktserie optris CT kombiniert mit elektronischen PID-Temperaturreglern takten und pulsieren die Infrarotstrahler temperaturgenau in errechneten Frequenzen und bringen werkstückschonend 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 dieser Komponenten und deren Parametern garantiert eine genaue Temperierung, Temperaturverteilung und Energieeindringtiefe und zeichnet dadurch das Regelsystem COD aus. Die Heizleistung des IR-Strahlers, die Wellenlänge sowie die Oberflächentemperatur lassen sich exakt aufeinander abstimmen. Dadurch kann der Anwender seinen Prozess optimieren.

Infoservice

Optris GmbH
Ferdinand-Buisson-Strasse 14, DE-13127 Berlin
Tel. 0049 30 500 19 70, Fax 0049 30 500 197 10
info@optris.de, www.optris.de



Das COD-Verfahren kontrolliert die Temperatur des Klebstoffes mittels eines Infrarotthermo- meters und optimiert die Temperatur über individuell eingestellte Infrarotstrahler


Die Temperatur der Bauteile wird über Infrarotthermometer berührungslos gemessen


Die Temperatur ist eine der wichtigsten physikalischen Grössen beim Kleben