"Graduiertes Kleben" - Verfahrensinnovation in der Klebetechnik
In Zusammenarbeit mit dem IPF (Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.) hat die ATN mit dem Graduierten Kleben ein patentiertes und neuartiges Verfahren entwickelt, das die Belastungsfähigkeit von strukturellen Klebeverbindungen um bis zu 50 % steigert. Durch die verbesserte Belastungsfähigkeit von Klebeverbindungen eröffnen sich tiefgreifende neue Einsatzmöglichkeiten in verschiedenen Branchen. Dazu zählen erhöhte Designfreiheiten für die Konstruktion sowie Materialeinsparungen in der Verwendung von Klebstoffen und Substratmaterialien.
Die Ausgangslage für das graduierte Kleben
Bei Zugbelastungen, insbesondere bei großen Überlappungslängen, zeigen strukturelle Klebeverbindungen einen variablen Spannungsverlauf innerhalb der Klebschicht auf. Spannungsspitzen an den Enden der beiden verklebten Werkstücke (Überlappungsenden) bilden die größte Beanspruchung einer Klebschicht und verursachen bei einer Überlastung das Versagen der Klebeverbindung. Eine Vergrößerung der Überlappungslänge würde nur einen geringen Beitrag zur Steigerung der Belastbarkeit liefern.
Wie funktioniert das graduierte Kleben?
Umsetzung und Auftrag einer graduierten Klebschicht
Die ATN und das IPF haben mit dem graduierten Kleben ein Verfahren entwickelt, das die Belastungsfähigkeit von strukturellen Klebeverbindungen erhöht. Durch eine Veränderung der Mischungsverhältnisse in einer Klebeverbindung wird die Flexibilität der Klebstoffmischung beeinflusst. Dadurch werden Spannungsspitzen innerhalb der Klebeverbindung gemindert und eine bessere Lastoptimierung von strukturellen Klebeverbindungen erreicht. So kann die Klebeverbindung deutlich höhere Belastungen übertragen.
Unterschiedliche Mischungsverhältnisse lassen sich durch einen 2-Komponenten-Auftrag realisieren. Umgesetzt wird dieser Auftrag mit der Applikationstechnik der ATN. Mit Hilfe der EVD-Dosierer der ATN wird die entsprechende variable Klebstoffmischung durch eine angepasste Steuerungstechnik erreicht und die unterschiedlich gemischten Klebeverbindungen auf das Werkstück aufgetragen und eine graduierte Klebeverbindung erreicht. Der Materialauftrag der Klebeverbindung erfolgte in einem automatischen Auftragsprozess.
Die Ergebnisse sind eindeutig
Die Testergebnisse der Forschung zeigen, dass graduierte Klebschichten eine deutlich optimierte Klebeverbindung gegenüber Standardverklebungen aufweisen. Bei großen Überlappungslängen lässt sich die Bruchkraft um bis zu 50 % erhöhen. Somit können größere Überlappungslängen stärker belastet werden oder die Fläche von Verklebungen bei gleichbleibender Belastung reduziert werden. Die Vorteile für die Klebeanwendungen und für zukünftige Anwendungen der Klebetechnik sind dabei vielfältig:
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Polymere gelten als Basis für moderne Technologien und als Ausgangspunkt für innovative Entwicklungen. Ohne den Einsatz von Polymeren wären viele heutige Lösungen im Material- und energiesparenden Leichtbau, Informationstechnologien und medizinischen Therapien nicht denkbar. Das IPF sieht sein Aufgabengebiet in den verschiedensten Forschungsvorhaben in der Polymertechnik um das bisherige Wissen und Verständnis zu vertiefen und auszubauen.
Durch Erkenntnis- und Anwendungsorientierte Forschung werden so Lösungen für gesellschaftliche und technologisch relevante Fragen erarbeitet. Die Zusammenarbeit von Natur- und Ingenieurwissenschaftlern betreibt exzellente Grundlagenforschung, die mit Industriekooperationen durch das IPF gefördert werden damit so Innovationen ihren Weg in die verschiedenen industriellen Anwendungen finden. Mehr über das IPF erfahren sie hier:
Wir als ATN sind stolz, mit dem IPF als renommierten und starken Partner für Innovationen und Weiterentwicklungen zusammenzuarbeiten!
Klassische Fügeverfahren wie das Schweißen oder Nieten werden zunehmend durch das Verkleben von Werkstoffen ersetzt oder mit den positiven Eigenschaften des Klebens kombiniert. Seit ihrer Gründung liefert die ATN Applikations- und Automatisierungsanlagen für die Klebetechnik aus. Das aufgebaute Wissen und Know-How dient aber auch zur stetigen Weiterentwicklung und Verbesserung des Status Quo zusammen mit akademischen Partnern oder den Endkunden.
Verschiedene Verfahren für das Verkleben von Werkstücken, deren Oberflächenvorbehandlung, dem Hohlraumschäumen und des Versiegelns & Dichtens gehören zum Produkt- und Prozessportfolio der ATN. Mit dem Graduierten Kleben gelang es der ATN und dem IPF die Klebetechnik erneut weiterzuentwickeln und neue Techniken und Verfahren zu eröffnen.