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DER KONSTRUKTEUR 9/2021

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DER KONSTRUKTEUR 9/2021

VERBINDUNGSTECHNIK

VERBINDUNGSTECHNIK KLEBEN IM TAKT DER PRODUKTION Viele Klebstoffe benötigen Wärme: Wasser- und wasserbasierte Leime und Kleber werden getrocknet, andere Klebstoffe werden aktiviert. Infrarot-Strahlung überträgt Wärme besonders effizient und kann so die Klebeprozesse erheblich beschleunigen. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Bei einem hochwertigen Fahrzeug wie dem Jaguar XJ müssen alle Elemente perfekt verarbeitet werden. Auch geklebte Teile sollen zuverlässig halten. Dazu muss ein wärmereaktiver Kleber auf den Heckspoilern vor dem Einpassen erhitzt werden, damit der Kleber flüssig wird. Als Wärmequelle für solche Prozesse kommen konventionell Heißluftöfen zum Einsatz. Heißluftöfen werden aufgeheizt und bleiben dann lange Zeit angeschaltet. So sitzen die Kunststoff- Spoiler sehr lange in der heißen Luft, was mit der Zeit zu Deformierungen führen kann. Infrarot-Strahler dagegen werden nur dann angeschaltet, wenn die Wärme benötigt wird, sie erwärmen sehr schnell und gezielt nur den eigentlichen Klebestreifen. Dadurch kann ein Verzug der Teile vermieden werden und der ganze Spoiler bleibt maßhaltig. Bei Jaguar werden die Kunststoffelemente direkt an der Produktionslinie erwärmt, das spart Zeit und verhindert einen Wärmeverlust beim Transport. Infrarot-Strahler übertragen sehr viel Energie in kurzer Zeit, daher benötigen Infrarot-Öfen nur relativ wenig Platz. Der Infrarot-Ofen am Montagepunkt für die Spoiler besteht aus einer Standeinheit mit einem Förderer. Der Infrarot-Ofen hat 37,8 kW Nennleistung und ist bestückt mit zwölf Infrarot-Strahlern, die Reaktionszeiten im Sekundenbereich besitzen; dadurch können Dr. Marie-Luise Bopp, Projektmanagerin Marketing, Heraeus Noblelight GmbH, Kleinostheim sie gut gesteuert werden. Ein optischer und ein akustischer Alarm sorgen dafür, dass die erforderliche Temperatur von 30 °C ± 5 °C für den wärmereaktiven Kleber am jeweils benötigten Heckspoiler genau eingehalten wird. PLATZ UND ZEIT GESPART Elektromotoren kommen in der Industrie vielfach zum Einsatz, für Roboter im Automobilbau ebenso wie in Lackieranlagen. Die Bosch Rexroth AG fertigt in Lohr am Main Elektromotoren, und ein wichtiger Arbeitsschritt ist das Aufkleben von Magneten auf Rotoren. Die nötige Vorwärmung der Rotoren erfolgte mit einem konventionellen Heißluftofen im Batchbetrieb, was etwa eine Stunde dauerte und besonders bei kalten Umgebungstemperaturen ein Bottleneck in der Fertigung war. Da Infrarot-Wärmetechnologie wesentlich schneller erwärmt als Heißluft, baute Bosch Rexroth nach erfolgreichen Tests schließlich drei Infrarot-Module mit Steuerung in eine Erwärmungseinheit ein. Spezielle Abschirmungen stellen sicher, dass die Mitarbeiter im Betrieb nicht geblendet werden und dass die erwärmte Luft abziehen kann. Die neue Anlage benötigt nur etwa einen Quadratmeter Stellfläche, halb so viel wie der alte Umluftofen. Die Einsparung an Zeit ist noch größer, denn je nach Rotorengröße benötigt die Infrarot-Einheit statt 60 Minuten jetzt nur noch zwei bis vier Minuten zur Erreichung der Zieltemperatur. 36 DER KONSTRUKTEUR 2021/09 www.derkonstrukteur.de

VERBINDUNGSTECHNIK 01 01 Infrarot-Module an der Produktionsstraße helfen, Heckspoiler sicher und maßhaltig zu befestigen 02 Die kompakte Anordnung von drei Infrarot-Modulen spart Platz und erlaubt eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung der Rotoren für Elektromotoren VERBESSERTE QUALITÄT Bei der Produktion von selbstklebenden Etiketten bei Smith & McLaurin Ltd in Großbritannien wird Silicon mit Kleber auf den Rücken von Etikettenstreifen aufgebracht, getrocknet und gehärtet. Das bisher genutzte kombinierte System aus Infrarotund Heißluftofen konnte bei gesteigerter Nachfrage die höhere Produktionsgeschwindigkeit nicht mehr bewältigen. Smith & McLaurin rüsteten direkt vor dem existierenden Heißluftofen ein Infrarot-System nach. Dieses besteht aus zwei Modulen direkt über der Linie. In jedem sind Carbon Infrarot-Strahler 02 INFRAROT-STRAHLER SORGEN FÜR SCHNELLES TROCKNEN UND SICHERES AKTIVIEREN VON KLEBSTOFFEN in zehn einzeln steuerbaren Zonen angeordnet. So kann die Leistung von null bis 192 kW in zehn gleichen Schritten angehoben werden, um damit den spezifischen Anforderungen der Produktion zu begegnen. Iain McCourty, Leiter der Konstruktion, meint: „Das Carbon Infrarot-System kann die Wärme sofort und gleichmäßig auf die Beschichtungen richten, so konnten wir die Maschinengeschwindigkeit erhöhen. Gleichzeitig bedeutet die gute Steuerbarkeit des Systems, dass wir eine viel zuverlässigere Kleberhärtung und damit eine bessere Qualität erhalten.“ DER KLEBSTOFF BESTIMMT DIE TECHNOLOGIE Neben der Trocknung und Aktivierung von Klebstoffen durch Infrarot-Wärme gibt es UV-Kleber, die breite Anwendung in der Automobilindustrie, bei medizinischen Geräten, in der Elektronik, in der Luft- und Raumfahrt und vielen anderen Bereichen finden, in denen eine schnelle, zuverlässige und beständige Aushärtung erforderlich ist. UV-härtende (lichthärtende) Klebstoffformulierungen benötigen keine Wärme, sondern UV-Licht für die Aushärtung. Heraeus Noblelight bietet Infrarot- und UV- Technologie und die Möglichkeit, dazu im hauseigenen Testzentrum Versuche durchzuführen. Bilder: Heraeus Noblelight 2021 www.heraeus-noblelight.com 5

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