Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Reduktion des Fadenzugs bei der Dosierung hochviskoser Klebstoffe

Industriell eingesetzte, hochviskose Klebstoffe besitzen auf Grund ihrer viskoelastischen Fließeigenschaften intrinsisch die Neigung zum Fadenzug (Engelshaar). Der Fadenzug führt oftmals zu Verschmutzungen von Bauteilen, Anlagenkomponenten und Klebarbeitsflächen, die besonders bei der automatisierten Applikation den Ertrag des Wertschöpfungsprozesses mindern.

Derzeit liegt kein vollständiges wissenschaftliches Verständnis der Ursache für den Fadenzug hochviskoser Klebstoffe und keine universellen, standardisierten Methoden zur Quantifizierung dieses Verhaltens vor. Bestehende Ansätze zur Vorhersage des Fadenzugverhaltens beschränken sich auf die Charakterisierung scherabhängiger Größen. Eine ausschließliche Betrachtung der Scherströmung greift jedoch zu kurz, da bei der Fadenbildung an Dosierdüsen eine Dehnströmung vorherrscht. Das in diesem Vorhaben erarbeitete Basiswissen zur Strömung von Klebstoffen beim Fadenzug und die Evaluierung eines Messverfahrens zur Bestimmung der Fadenzugneigung sowie die Entwicklung fadenabrissunterstützender Düsen werden dieses erkannte Problem beheben. Aufbauend auf den materialwissenschaftlichen Erkenntnissen und der Bewertung maschinenbaulicher Maßnahmen zur Reduktion der Fadenbildung ist abschließend eine Vermeidung von Verschmutzungen durch den Fadenzug möglich. Das Forschungsvorhaben erstellt somit vorwettbewerbliche Konzepte, aus denen die Industrie und hier speziell die Entwickler und Hersteller von Dosiersystemen die Möglichkeit erhalten, mit abrissunterstützenden Düsen neue, innovative und universelle Produkte anzubieten, die einen hohen qualitativen Mehrwert besitzen. Primär Hersteller und Systemlieferanten von Anlagen zur Dosierung hochviskoser Klebstoffe, aber auch viele Klebstoffhersteller und Anwender sind in Deutschland den kleinen und mittleren Unternehmen zuzuordnen, die damit einen direkten Nutzen aus den Ergebnissen dieses Vorhabens ziehen und den wirtschaftlichen Erfolg und Transfer garantieren.

Ergebniszusammenfassung:

Für die quantitative Messung der Fadenzugneigung von verschiedenen Klebstoffen wurde ein einfach durchzuführendes Experiment entwickelt. Die erarbeitete Formel beschreibt die Auswirkung von Änderungen der rheologischen Materialparameter auf die Fadenzugneigung und kann daher als Hilfsmittel zur Klebstoffformulierung angesehen werden. Daraus wurde eine Messvorschrift in Form eines Merkblattes entwickelt.

Für den gesteuerten und kontrollierten Fadenabriss wurde das vorwettbewerbliche Konzept einer fadenzugmindernden Applikationsdüse entwickelt und steht der Industrie zur eigenen Weiterentwicklung zur Verfügung.

Die im Projekt erreichten Ergebnisse werden als Maßnahmenkatalog in ein DVS-Merkblatt einfließen und stehen so den Unternehmen, insbesondere den KMU aus dem Bereich der Dosieranlagenhersteller, Klebstoffhersteller und den Anwendern von Dosieranlagen für eine schnelle und praxisgerechte Umsetzung umgehend zur Verfügung. Darüber hinaus ist die Übertragung in bestehende technische Richtlinien (DVS 3320, DIN 54458) geplant. Die Anwendung des Merkblattes bzw. der Richtlinie gewährleistet in den KMU eine wirtschaftlichere Fertigung und höhere Qualität der Produkte, was das Vertrauen der Kunden erhöht.