Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines ganzheitlichen Qualitätssicherungskonzepts für klebtechnische Fertigungsprozessketten

Klebtechnisches Fügen wird zunehmend als Zugang zu Produkten mit geringem Gewicht, geringen Fertigungskosten und hoher Leistungsfähigkeit akzeptiert. Dies gilt besonders für Multi-Material-Design, wie es in der Produktion von Fahrzeugen aller Art üblich geworden ist.

KMU erkennen eine Lücke zwischen den Leistungs- und Qualitätsanforderungen einerseits und ihren Möglichkeiten, neue komplexe Technologien in ihre Fertigung einzuführen. Klebtechnisches Fügen stellt - unbestritten seines Potenzials eine komplexe Technologie dar, die die Betrachtung zahlreicher Aspekte hinsichtlich Bauweisen und Prozesssicherheit erfordert.

ZeDEMAB (Zero Defect Manufacturing in Adhesive Bonding) zielt mit Blick auf ein potenzielles Anwendungsfeld von geschätzt 4000 Unternehmen , in Europa, davon 800 in Deutschland, auf die Erarbeitung eines umfassenden Qualitätssicherungs-Konzepts (QSK) für das klebtechnische Fügen unter besonderer Berücksichtigung der Bedingungen von KMU.

Das QSK basierend auf der Pyramide der Qualitätselemente verknüpft Entwicklung und Fertigung mit den Auswirkungen auf die Produktqualität in weitestem Sinn.

Neue Technologien werden angewandt zur Untersuchung der Prozessfähigkeit von Applikationseinrichtungen Klebeignung der Fügeteiloberflächen Eigenschaften der Klebfugen durch zerstörungsfreie Prüfung (zfP)

In enger Abstimmung mit dem transnationalen PbA werden Demonstratoren mit prototypischen klebtechnischen Fügungen definiert, gefertigt und mittels zfP, zerstörender Prüfung (zP) und Highly Accelerated Life Testing (HALT) Methoden untersucht.

Die Innovation besteht neben der KMU-Tauglichkeit der o.g. Technologien darin, dass das QSK diese bereits in den Entwicklungsprozess einführt, um so von Anfang an stabile und QS-konforme Prozesse zu erzielen.

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des Projekts ZeDeMAB wurden Teilaspekte zur Erzielung einer Null-Fehler-Produktion bei der Herstellung geklebter Bauteile untersucht.

1. Es wurde gezeigt, dass mit Hilfe sehr feiner Wassertropfen VOR dem Kleben eine Aussage zum Oberflächenzustand von Bauteilen möglich ist, welche eine Vorschau auf das Verhalten NACH dem Kleben eröffnet. Wasseraerosol wird auf die Oberflächen appliziert, das Tropfenbild mit einer Kamera aufgenommen und mit einer nachgeschalteten Auswertesoftware analysiert. Nicht sichtbare Änderungen auf der Oberfläche (z. B. Fingerabdrücke) werden erkannt. Das Verfahren kann in-line eingesetzt werden.

2. Eine neue Methode zur Überprüfung der Dosiergenauigkeit bei der Verarbeitung von 2K-Klebstoffen insbesondere zu den kritischen Zeitpunkten Start/ Ende der Dosierung wurde entwickelt. In den kritischen Zeitpunkten liegt ein instationärer Zustand vor mit teilweise erheblichen Abweichungen vom vorgegebenen Mischungsverhältnis. Aufgrund der erstmals möglichen messtechnischen Beobachtung dieses Phänomens ist es möglich, die Steuerung der Dosieranlage an das nichtlineare Fließverhalten der Klebstoffkomponenten anzupassen und eine deutliche Verbesserung der Dosiergenauigkeit zu erzielen.

3. In einem Design of Experiments (DoE) wurden verschiedene Einflussfaktoren auf die Endeigenschaften von Klebverbindungen untersucht und deren Wechselwirkungen analysiert. Durch die gewonnenen Erkenntnisse ist es möglich, Fehlerquellen frühzeitig zu erkennen und in frühen Entwicklungsphasen abzustellen.