Hochwertiges Falzkleben mit der E-Swirl-Applikation
Wichtigster Qualitätsfaktor in der Rohbauproduktion: Optimales falzen und verkleben von Flanschen.
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.
Erfahren Sie mehr über das Falzkleben:
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Was ist Falzkleben und warum ist es so wichtig?
Das Falzflanschkleben ist ein wesentlicher Prozess in der Rohbaufertigung (BIW), bei dem die Kanten von Blechen gefaltet und mit Hochleistungsklebstoffen verklebt werden. Diese Technik wird vor allem bei Autotüren, Motorhauben und Kofferraumdeckeln eingesetzt. Es erhöht die Crashsicherheit, erhöht die Steifigkeit und schützt vor Korrosion.
Das Falzflanschkleben ist eine der anspruchsvollsten Fügeverfahren im Rohbau. Der Klebstoff erfüllt wichtige strukturelle Eigenschaften, verbessert die Crashsicherheit und schützt vor Korrosion. Andere Fügetechniken wie Punktschweißen oder Nieten sind hier nicht geeignet, da sie sichtbare Verbindungen hinterlassen und das ästhetische Erscheinungsbild beeinträchtigen. Bei der Falzverklebung werden zwei Bleche ineinander verschachtelt. Der Klebstoff – oft ein Ein- oder Zweikomponenten-Epoxid oder ein Material auf Gummibasis – wird auf das Außenblech aufgetragen. Anschließend wird es um das Innenblech gebogen und umgeschlagen. Beim Falzen wird der Klebstoff gepresst und somit der Falzbereich gefüllt.
Der Falzflanschprozess:
1. Schachtelung; 2. Falzen; 3. Schlussfalz
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 Blechs mit dem äußeren Blech
- B: Festgelegte X-Prozent-Verklebung des inneren Blechs mit dem äußeren Blech
- C: Vollständige Füllung 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 auf der Applikation
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.
Applikationsmuster der üblichen Raupenapplikation, der Swirl-Applikation und der Swirl-Applikation mit Einschnürungen.
Verbesserte Prozesssicherheit
Swirl-Applikation mit Einschnürungen: In Bereichen, in denen weniger Material erforderlich ist, kann das Volumen angepasst werden.
Dennoch stellen die Herausforderungen in der modernen Produktion und aktuelle Trends wie Multimaterial-Design und Leichtbau immer höhere Anforderungen an die Branche. Immer komplexere Fahrzeugkonstruktionen und Teilegeometrien erfordern dynamischere Roboterbewegungen und erschweren den Zugang zu den Bauteilen. Anwendungslösungen müssen flexibel sein. Die Swirl-Applikationstechnik kann hier mehrere Vorteile bieten. Während die Raupenapplikation den Applikationsabstand zum Bauteil entsprechend dem Raupendurchmesser erfordert, ermöglicht die Swirl-Methode größere Abstände von bis zu 50 Millimetern.
Eine Änderung des Abstands hat keinen Einfluss auf das Auftragsmuster. Dies erleichtert die Roboterprogrammierung, ermöglicht höhere Geschwindigkeiten und erleichtert die Zugänglichkeit, insbesondere bei komplexen Geometrien. Gleichzeitig sorgen Swirl-Anwendungen für eine für Falzflanschanwendungen optimierte Materialverteilung – die gleiche Materialmenge wird über eine größere Fläche verteilt. Die Applikation ist dennoch präzise mit scharf definierten Konturen. Dies wirkt sich positiv auf das Einpressen im Faltvorgang aus. Moderne Swirl-Applikatoren bieten zudem die Möglichkeit, die Breite der Applikation präzise einzustellen. An Stellen, an denen weniger Material benötigt wird, kann somit das aufgetragene Volumen konsequent reduziert werden, bei gleichbleibend hoher Auftragsqualität. Dies ermöglicht eine perfekte Anpassung der Klebenaht an die geometrische Form des Flansches. Materialverluste und Nacharbeiten können somit vermieden werden. Gleichzeitig reduziert es den Materialverbrauch.
Qualitätssicherung
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.
Sichtprüfung der Raupe
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