SB_21544NLP

Seite 1 des Schlussberichts zu IGF-Vorhaben 21.544 N
1. Problemstellung und Zielsetzung
1.1. Problemstellung und Zielsetzung
Kleben - als innovatives Fügeverfahren - ist in vielen Industrien zum Standard geworden. Dennoch ist
Kleben mehr als das simple Verbinden zweier Fügeteile mit Hilfe eines Klebstoffes. Es ist ein komplexer
Fügeprozess mit vielen qualitätsbeeinflussenden Einflussgrößen und damit vielen potenziellen
Fehlerquellen. Eine qualitativ hochwertige Klebung setzt die Einhaltung definierter Randbedingungen
voraus. Beispielhaft seien hier eine adäquate Vorbereitung der Fügeteile und die Einhaltung definierter
Prozessbedingungen genannt. Abweichungen von diesen Randbedingungen können zu fehlerhaften
Klebungen und immensen Schäden führen. Eine Hauptursache für fehlerhafte Klebungen stellen
Anwendungsfehler dar. Insbesondere die Verarbeitung zweikomponentiger Klebstoffe stellt aufgrund
der zusätzlichen Prozessschritte „Dosieren“ und „Mischen“ erhöhte Anforderungen an den Klebprozess
und das klebtechnische Personal. Die Einhaltung des klebstoffspezifischen Mischungsverhältnisses und
eine homogene, blasenfreie Durchmischung bilden die Basis für eine qualitativ hochwertige Klebung.
Um die Qualität von Klebungen konstant gewährleisten zu können, wird an passenden
Qualitätssicherungskonzepten gearbeitet. Eine lückenlose Überwachung und Dokumentation
prozessrelevanter klebtechnischer Parameter, zu denen das Mischungsverhältnis und die Homogenität
des gemischten Klebstoffes zählen, ist hierbei fundamental. Stand der Technik zur Überwachung des
Mischungsverhältnisses in Dosieranlagen ist die Auswertung anlagenspezifischer Kenngrößen, wie
beispielsweise den Druckverhältnissen an verschiedenen Positionen des Dosierstranges und die
Überwachung charakteristischer Pumpenparameter (Drehzahl / Kolbenposition). Alternativ erfolgt der
Einbau von Messzellen zur getrennten Detektion der Volumenströme von Harz und Härter. Diese
Verfahren haben unter anderem den Nachteil, dass das Mischungsverhältnis nur indirekt ermittelt
werden kann. Zudem sind Fehler in der Durchmischung (Abweichungen der Mischungsgüte) und der
Eintrag von Gasblasen nicht detektierbar. Derzeit gibt es keine direkte Methode zur kontinuierlichen
Überwachung des Mischungsverhältnisses und der Homogenität des Klebstoffes während des
Dosierprozesses.
Im Rahmen des vorliegenden Projektes wird als Lösungsansatz die elektrische Kapazitätstomografie
(ECT) betrachtet. Die ECT ermöglicht im Allgemeinen die Detektion räumlicher Materialverteilungen
mit Hilfe kapazitiver Messungen. Aus der gemessenen Materialverteilung lässt sich im Anschluss das
vorliegende Mischungsverhältnis ableiten. Obwohl die ECT vor über 50 Jahren entwickelt wurde und
in einigen Industrien (Lebensmittel- und Getränkeindustrie) eingesetzt wird, ist diese Technologie für
die Klebtechnik gänzlich neu. Das Ziel des Projektes ist es, die Grundlagen für den Einsatz der ECT in
der Klebtechnik zu schaffen und die ECT praxistauglich zu machen.
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