Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Technische Qualitätssicherungskonzepte für strukturelle Glasklebungen

Das Vorhaben dient industrieübergreifenden Qualitätssicherungskonzepten für Glasklebungen und der Validierung in-line-fähiger Oberflächeninspektionsverfahren, um ausfallsichere Glasklebungen zu ermöglichen. Die wirtschaftliche Relevanz für KMU besteht in der Vermeidung der durch fehlerhafte Klebungen und deren vorzeitiges Versagen verursachten Kosten. Das Vorhaben leistet einen Beitrag zur Verbesserung bestehender Produkte und Verfahren und zur Schaffung von Basis-Wissen für die Entwicklung neuer geklebter Glasprodukte in Bereichen, in denen heutige Methoden der Prozessüberwachung nicht ausreichen.

Die Ergebnisse sind von branchenübergreifendem Nutzen im Automobil-, Schiff- und Schienenfahrzeugbau, im Bauwesen, der Möbelindustrie und in der optischen Industrie. Die Ergebnisse führen zu Normen, Standards und der Erfüllung gesetzlicher Auflagen bei der Nutzung von Glasklebungen in sicherheitsrelevanten Bereichen. Die Arbeitshypothese geht davon aus, dass sich die Qualität von Glasklebungen durch das QS-Konzept nach DIN 2304 mit spektroskopischer Prozessanalytik zur Überwachung der klebtechnischen Oberflächenvorbehandlung steigern und beherrschen lässt. Der Lösungsweg sieht zunächst vor, Prozesseinflüsse auf Glasklebungen systematisch zu bewerten. In-line-Analyseverfahren werden im Vergleich zu Laborverfahren angewandt, um die Identifikation von qualitätsrelevanten Abweichungen zu ermöglichen.

Der Nutzen insbesondere für KMU besteht in der Bereitstellung einer Basis zur in-line-Qualitätssicherung von Vorbehandlungsverfahren für Glasklebungen. Hersteller von Anlagen zur Reinigung und Vorbehandlung können von den Ergebnissen profitieren und es können neue Geschäftsbereiche entstehen. Zudem trägt das Vorhaben zur Erhöhung der Akzeptanz der ressourcenschonenden Leichtbau-Fügetechnik Kleben bei und leistet einen volkswirtschaftlich relevanten Beitrag zur Sicherung der Mobilität und zum nachhaltigen ressourcenschonenden Bauen durch Produkte mit hoher Zuverlässigkeit.

Ergebniszusammenfassung:

Zerstörungsfreie Methoden zur Qualitätssicherung von klebtechnischen Reinigungs- und Vorbehandlungsverfahren eröffnen mittel- und langfristig ein hohes Innovationspotenzial in allen Wirtschaftszweigen, in denen klebtechnische Fügeverfahren zur Anwendung kommen. Mit den Ergebnissen des Forschungsprojektes lassen sich technische Qualitätssicherungskonzepte konzipieren. In einem ersten Arbeitsschritt konnten die Auswirkungen von Oberflächenvorbehandlungen und Kontaminationen auf die Qualität von Klebungen von Floatgläsern und Siebdruckgläsern anhand von zerstörenden Festigkeitsprüfungen demonstriert werden. Zusätzlich wurde eine Analyse von Bruchflächen durchgeführt. Darauffolgend wurden die spektroskopischen Methoden zur zerstörungsfreien Analyse von Oberflächenvorbehandlungen und Kontaminationen erfolgreich für den Einsatz auf Glasoberflächen adaptiert. Mit Hilfe von Referenzen zur Quantifizierung der Schichten von Oberflächenvorbehandlungen und Kontaminationen wurden Kalibrationskurven für verschiedene Kombinationen von Fügeteilen und Oberflächenvorbehandlungen erstellt. Im letzten Schritt wurde ein Qualitätssicherungskonzept erarbeitet, welches den Leitfaden zur Korrelation der Ergebnisse von spektroskopischer in-line Analytik mit den Ergebnissen der zerstörenden Festigkeitsprüfungen darstellt. Mit diesem Qualitätssicherungskonzept ist es möglich aus dem Messergebnis eines spektroskopischen Signals Rückschluss auf die Qualität der Oberfläche zu ziehen und somit eine Aussage über die Qualität der Klebung treffen zu können. Die Analyse erfolgt zerstörungsfrei und in einer kurzen Messzeit. Somit stehen wissenschaftlich abgesicherte Informationen zur Industrialisierung von zerstörungsfreien Prüfmethoden bei Glasklebungen zur Verfügung, woraus sich ein wesentlicher Wettbewerbsvorteil ergibt. Aufgrund der günstigen Kosten-Nutzen-Relation der in-line-fähigen Analyseverfahren wird die Finanzierbarkeit nicht als Hinderungsgrund für eine industrielle Umsetzung erachtet.