Besser Kleben

Meinolf Droege,

Strukturelle Fügebereiche effizient reinigen

Um Gewicht einzusparen, setzt die Automobilindustrie Baugruppen aus Kunststoffen und Leichtmetallen ein, die miteinander verklebt werden. Besondere beim Verbinden struktureller Komponenten ist die zuverlässig reproduzierbare Vorbehandlung der Fügebereiche erforderlich. Hier soll das bestrahlen mit gefrorenem CO2 im Vergleich zu anderen trocknen Reinigungsverfahren Vorteilen bieten.

Reinigung per CO2-Strahl – der Kleberauftrag ist direkt oder nach einer zwischengeschalteten Aktivierung möglich. © ACP

Leichtbau ist in der Automobilindustrie kein neues Thema. OEM und Zulieferer setzen auch bei Karosserieteilen wie Türen, Fahrzeugdächern, Kofferraum- und Heckklappen sowie Motorhauben vermehrt auf leichtere Materialien wie Aluminium und Kunststoffe. Um bei strukturellen Verklebungen beispielsweise von Karosserieteilen oder Batteriegehäusen die erforderliche Haftfestigkeit zu gewährleisten, bestehen hohe Anforderungen an die Sauberkeit und Benetzbarkeit der Fügebereiche.

Klassische nasschemische Reinigungsprozesse mit wasserbasierenden Medien oder Lösemitteln scheiden bei diesen Aufgabenstellungen aus verschiedenen Gründen meist aus. Dazu zählt, dass die Fügebereiche üblicherweise eine deutlich höhere Sauberkeit aufweisen müssten als der Rest des Bauteils und sich diese Reinigungsprozesse nicht oder nur mit hohem Aufwand in eine Fertigungs- beziehungsweise Montagelinie integrieren lassen. Eine Alternative kann das Schneestrahl-Reinigungsverfahren sein. Das bietet ACP Systems unter dem Namen Quattroclean an. Da die Reinigung vergleichsweise materialschonend sei, lassen sich auch sensible Substrate behandeln.

Anzeige
Bei der partiellen Reinigung struktureller Fügebereiche, beispielsweise von Karosserieteilen oder Batteriegehäusen, sorgt die CO2-Schnee-Reinigung für bedarfsgerechte Sauberkeit. © ACP

Das Verfahren verwendet flüssiges Kohlendioxid als Reinigungsmedium, das laut Unternehmen als Nebenprodukt bei chemischen Prozessen und der Energiegewinnung aus Biogas entsteht und daher umweltneutral ist. Es wird durch eine Zweistoff-Ringdüse geleitet und entspannt beim Austritt zu feinem CO2-Schnee.Auf die zu reinigende Oberfläche kommt es zu einer Kombination aus thermischem, mechanischem, Sublimations- und Lösemitteleffekt. Das Zusammenspiel dieser vier Wirkmechanismen entfernt partikuläre (Staub, Späne, Abrieb, Mikrograte) und filmische (Trennmittel, Ziehöle, Emulsionen, Silikone, Schmauchspuren) Verunreinigungen reproduzierbar. Abgelöste Verunreinigungen werden mit der Druckluft durch eine integrierte Absaugung entfernt.

Alle Prozessparameter wie Volumenströme für Druckluft und Kohlendioxid, Anzahl der Düsen, Strahlbereich und -zeit werden mit Versuche im ACP-Technikum an die Applikation angepasst. Sie können als teilespezifische Programme in der Anlagensteuerung hinterlegt werden. Auf Standardmodulen basierend erarbeitet acp maßgeschneiderte Anlagenkonzepte – sowohl als Standalone-Lösungen als auch für die Integration in Fertigungslinien und verkettete Produktionsumgebungen.

Für die Vorbehandlung (Entfernung von Trennmittelrückständen und Aktivierung der Oberflächen) zwei zu fügender Bauteile – gefertigt aus faserverstärktem Polyamid (PA) und unverstärktem PA – hat habe sich das Verfahren gegenüber der Atmosphärendruck-Plasmareinigung durchgesetzt. Die mit Plasma gereinigten Bauteile haben, so das Unternehmen, die Haftfestigkeitsprüfung nicht bestanden. Außerdem erforderten die engen Prozessfenster der Plasmareinigung, Parameter wie Einwirkzeit, Abstand und Auftreffwinkel des Plasmas präzise einzuhalten.

Bei einem asiatischen OEM ging es um das Entfernen minimaler Rückstände des beim Umformen von Karosserieteilen aus Aluminium verwendeten Ziehöls vor dem Verkleben. Das Unternehmen führte vergleichende Versuche mit der Plasma-, Laser- und Quattroclean-Reinigung durch. Während sich das Plasmaverfahren hier als nicht zielführend erwies, wurde mit der Laserreinigung das Ziehöl zwar entfernt, allerdings kam es durch die Erwärmung des Bauteils während der Reinigung zu unerwünschten Nebeneffekten, die ebenso wie die vergleichsweise geringe Prozessgeschwindigkeiten Ausschlusskriterien waren. Neben den erzielten Sauberkeitswerten, hoher Prozessgeschwindigkeit und -sicherheit habe das CO2-Verfahren mit „Unempfindlichkeit“ und Wirtschaftlichkeit überzeugt. Entsprechend den Berechnungen des OEM ermögliche es im Vergleich zu einem nasschemischen Prozess Investitionseinsparungen um den Faktor vier, die laufenden Betriebskosten verringern sich um über 50 Prozent.

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

Heißkanal

Heißkanalsysteme für die Automobilindustrie

Nach unternehmensinternen Untersuchungen und Vergleichen der eigenen Daten mit den entsprechenden zugänglichen Zahlen der Wettbewerber sieht sich der italienische Heißkanalanbieter HRS seit letztem Quartal 2019 als weltweit größter Lieferant von...

mehr...

Polycarbonat

Leuchtendes Recycling

Aus zertifizierten erneuerbaren Rohmaterialien basierendes Polycarbonat wird in Form extrudierter Profilen n verschiedenen Beleuchtungsanwendungen eingesetzt. Optik und technische Daten lassen den Einsatz für diese häufig anspruchsvollen Anwendungen...

mehr...
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Additiv hilft

Schutz gegen Kratzer und Belag

Anti-Scratch-Additive erhöhen die Kratzfestigkeit von Kunststoffteilen, können aber einen weißlichen Belags bilden, der vor allem auf dunklen Oberflächen deutlich sichtbar ist. bilden kann. Das soll sich dank eines neuen Additivs künftig verhindern...

mehr...
Anzeige
Anzeige
Anzeige