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Hochwertiges Falzkleben mit der E-Swirl-Applikation

Hochwertiges Falzkleben mit der E-Swirl-Applikation

Wichtiger Qualitätsfaktor: Ausfüllen des Falzes

Das Falzkleben ist eine der schwierigsten Verbindungsmethoden im Karosseriebau. Hier liegt der Schwerpunkt auf der idealen Materialverteilung, um eine optimale Füllung der Nahtstelle zu erreichen und somit die Stabilität der Struktur zu gewährleisten und Korrosion zu verhindern. Der Applikationsprozess des Klebstoffs hat dabei erhebliche Auswirkungen.

1. Juli 2020

Automotive Industrial Tools & Solutions Joining Solutions Klebe- und Dosiertechnologie Articles Topics Produkte Klebe- und Dosiertechnologie

Der Falzvorgang: 1. Schachtelung 2. Vorfalzen 3. Schlussfalz

Der Falzvorgang: 1. Schachtelung 2. Vorfalzen 3. Schlussfalz

Im Karosseriebau gibt es drei wichtige Anwendungsverfahren: Strukturkleben, Stützkleben und Falzkleben. Falze werden für Anbauteile verwendet, die von außen sichtbar sind, z. B. Türen, Kotflügel, Motorhauben oder Kofferraumklappen. Die Anbauteile werden in einem separaten Schritt des Rohkarosserieherstellungsprozesses hergestellt. Falzklebungen sind eine der schwierigsten Verbindungsmethoden im Karosseriebau. Der Klebstoff erfüllt wichtige strukturelle Eigenschaften, verbessert die Unfallsicherheit und schützt vor Korrosion. Andere Fügeverfahren wie Punktschweißen oder Nieten sind hier nicht geeignet, da sie sichtbare Spuren hinterlassen und das ästhetische Erscheinungsbild beeinträchtigen. Beim Falzkleben werden zwei Bleche ineinander verschachtelt. Der Klebstoff – zumeist ein Ein- oder Zwei-Komponenten-Epoxidharz oder ein gummibasiertes Material – wird auf das Außenblech aufgetragen. Dieses wird dann um das Innenblech gebogen und umgefalzt. Durch Hämmern wird der Klebstoff angepresst, wodurch der Falzbereich gefüllt wird.


Qualitätskriterien beim Einsatz von Falzklebungen

Qualitätskriterien beim Einsatz von Falzklebungen

Qualitätskriterien beim Einsatz von Falzklebungen

Die langfristige Stabilität dieser Klebung hängt von der Materialverteilung im Falz ab. Dafür sind die folgenden Kriterien relevant:


  • A: Hundertprozentige Verklebung des inneren mit dem äußeren Blech
  • B: Festgelegte X-Prozent-Verklebung des inneren mit dem äußeren Blech
  • C: Vollständige Verfüllung des Falzes mit Klebstoff
  • D: Ausreichende Verteilung des Klebstoffs auf der Innenseite

Wenn der Falz nicht ausreichend mit Klebstoff gefüllt ist, führt dies zur Bildung von Hohlräumen und Luftkanälen. Während des nachfolgenden elektrischen Beschichtungsprozesses füllen sich diese Hohlräume mit Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit trocknet dann während der Aushärtung im Ofen, was zu Luftblasen und Benetzungsfehlern führt. Zusätzlich zu den sichtbaren Mängeln ist der Falz dann auch korrosionsanfällig. Die Fahrzeugkarosserie muss zur Nachbearbeitung entladen werden. Wenn andererseits zu viel Klebstoff aufgetragen wurde oder die Kleberraupe falsch positioniert wurde, führt dies zu unerwünschten Materialleckagen. Die Komponente muss dann vor dem Lackieren nachbearbeitet werden, um sicherzustellen, dass das Elektrotauchbad nicht verunreinigt wird oder Probleme bei der kosmetischen Abdichtung auftreten. Dies geht zulasten des Materialverbrauchs und der Qualität.


Materialverteilung: Schwerpunkt der Applikation

Applikationsmuster der üblichen Raupenapplikation, der Swirl-Applikation und der Swirl-Applikation mit Einschnürungen.

Applikationsmuster der üblichen Raupenapplikation, der Swirl-Applikation und der Swirl-Applikation mit Einschnürungen.

Es gibt beim gesamten Fügeverfahren zahlreiche Faktoren, die die Materialverteilung im Falz beeinflussen können, z. B. die Wahl des Klebstoffs oder die Falzmethode. Einer der wichtigsten Einflussfaktoren ist jedoch der Applikationsprozess selbst. Im Allgemeinen werden automatische roboterbasierte Klebstoffmess- und -dosiersysteme eingesetzt, um Parameter wie Materialfluss, Temperatur, Druck und Applikationsgeschwindigkeit präzise und wiederholbar zu steuern. In der Regel gibt es zwei geeignete Applikationsmuster: die klassische Raupenapplikation und die Swirl-Applikation, bei der das Material in einer Wirbelbewegung aufgetragen wird. Beide Applikationen können unter idealen Bedingungen eine hochwertige Falzklebung ergeben.


Verbesserte Prozesssicherheit

Swirl-Applikation mit Einschnürungen: An Stellen, an denen weniger Material erforderlich ist, kann das Volumen systematisch angepasst werden, während gleichzeitig eine gleichbleibend hohe Applikationsqualität beibehalten wird.

Swirl-Applikation mit Einschnürungen: In Bereichen, in denen weniger Material erforderlich ist, kann das Volumen angepasst werden.

Dennoch stellen die Herausforderungen der modernen Produktion und der aktuellen Trends, wie z. B. der Aufbau aus mehreren Materialien und Leichtbauweisen, immer höhere Anforderungen an die Branche. Immer komplexere Fahrzeugkonstruktionen und Teilegeometrien erfordern dynamischere Roboterbewegungen und erschweren den Zugang zu den Komponenten. Applikationslösungen müssen flexibel sein. Die Swirl-Applikationstechnik kann hier mehrere Vorteile bieten. Bei der Raupenapplikation sollte der Anwendungsabstand zur Komponente dem Raupendurchmesser entsprechen, bei der Swirl-Applikation sind größere Abstände zur Komponente von bis zu 50 Millimetern möglich. Eine Änderung des Abstands wirkt sich nicht auf das Applikationsmuster aus. Dies erleichtert die Roboterprogrammierung, ermöglicht höhere Geschwindigkeiten und verbessert die Zugänglichkeit, insbesondere bei komplexen Geometrien.

Gleichzeitig gewährleisten Swirl-Applikationen eine Materialverteilung, die für Falzanwendungen optimiert ist – die gleiche Materialmenge wird über eine größere Oberfläche verteilt. Die Applikation ist weiterhin präzise und verfügt über scharf definierte Konturen. Dies wirkt sich positiv auf das Pressen beim Falzprozess aus. Moderne Swirl-Applikatoren bieten außerdem die Möglichkeit, die Breite der Applikation genau anzupassen. Dort, wo weniger Material erforderlich ist, kann somit das Auftragsvolumen systematisch reduziert werden, während die Applikationsqualität konstant hoch bleibt. Dies ermöglicht eine perfekte Anpassung der Falznaht an die geometrische Form des Falzes. So können Materialleckagen und Nacharbeiten vermieden werden. Gleichzeitig wird der Materialverbrauch gesenkt.

Qualitätssicherung

Kriterien für die Sichtprüfung: Raupenbreite, Raupenkontinuität, Raupenposition

Sichtprüfung der Raupe

Sowohl bei Raupen- als auch bei Swirl-Applikationen kann die Qualität des Materialeinsatzes zusätzlich durch ein Sichtprüfungssystem sichergestellt werden. Inlinekamera-basierte Qualitätsüberwachungssysteme erkennen Fehler in Bezug auf Breite, Kontinuität und Position der Applikation sofort während der Applikation und ohne zusätzliche Zykluszeiten. Darüber hinaus bieten einige Kamerasysteme auch eine Funktion zur automatischen Reparatur der Raupe an, z. B. bei einer Unterbrechung der Klebstoffapplikation.


Allgemeine Kriterien für die Sichtprüfung der Raupenqualität:


  • Raupenbreite
  • Raupenkontinuität
  • Raupenposition

Fazit:

Falzklebeverbindungen gehören zu den schwierigsten Aufgaben bei der Herstellung von Rohkarosserien. Die Materialverteilung im Falz hat erhebliche Auswirkungen auf die langfristige Qualität der Klebeverbindung. Mängel können zu Korrosion und hohen Nachbearbeitungskosten führen. Eine Swirl-Applikation kann dies verhindern und die Prozesssicherheit erhöhen. Es gibt jedoch verschiedene Faktoren, die die Qualität und Produktivität von Falzklebeverbindungen beeinflussen, und diese erfordern umfassende Füge- und Prozesskenntnisse. Atlas Copco arbeitet in seinen globalen Innovationszentren eng mit Kunden und Materiallieferanten zusammen, von der Anwendungsentwicklung über die Materialprüfung bis hin zur Prozessoptimierung und Qualitätssicherung.

Erfahren Sie mehr:

E-Swirl 2 AdX BIW: Animation des Exzenters

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