Klebstoffe messbar überwachen

Am SKZ bestimmen THz- sowie Radar-Technik den Aushärtefortschritt von Klebstoffen – für kürzere Prozesse, weniger Fehler und zeitgemäße Qualitätskontrolle. 

In nahezu jeder Branche finden Klebstoffe Anwendung, die dazu dienen, unterschiedliche Materialarten zu verbinden. Insbesondere im Leichtbau und in der Automobilindustrie ist das Kleben zu einem essenziellen Bestandteil geworden. Da die Bauteile nach dem Verbinden häufig nur schlecht zugänglich sind, können keine qualitätssichernden Maßnahmen zur Überwachung des Klebefortschritts eingesetzt werden. Die einzige Möglichkeit besteht daher darin, den Angaben der Klebstoffhersteller blind zu vertrauen und gewisse charakteristische Aushärtezeiten, die mit Toleranzzeiten beaufschlagt sind, einzuhalten. Die Aushärtung der Klebstoffe ist jedoch von den Umgebungsbedingungen wie Temperatur oder Luftfeuchtigkeit abhängig und kann daher vorzeitig oder auch später abgeschlossen sein. 

Das Kunststoff-Zentrum SKZ, ein Mitglied der Zuse-Gemeinschaft, widmete sich im Rahmen eines abgeschlossenen Forschungsprojekts dieser bestehenden Problematik und gelangte zu dem Ergebnis, dass sowohl die Terahertz (THz)- als auch die Radar-Technik dazu befähigt sind, den Aushärtefortschritt von nicht mehr zugänglichen Klebstoffen zu bestimmen – und das sowohl zerstörungsfrei als auch berührungslos. Dies ist möglich, da die elektromagnetischen Wellen der Messverfahren mit den Polymerketten der Klebstoffe interagieren und sich je nach Polymerkettenlänge, die sich im Rahmen der Aushärtung ändert, unterschiedlich verhalten. Demnach kann über die Dämpfung der Messsignale eine valide Aussage über den vorhandenen Aushärtefortschritt getroffen werden. Dies ermöglicht eine präzise Bestimmung des Zeitpunkts für den Übergang des geklebten Bauteils in den nächsten Produktionsschritt und gegebenenfalls die Festlegung einer zusätzlichen Aushärtezeit. 

Da beide Messtechniken keinen Strahlenschutz benötigen und zudem flexibel einsetzbar sind, können sie problemlos in vorhandenen Produktionsanlagen prozessbegleitend eingesetzt werden. Das SKZ unterstützt Unternehmen bei der Integration der Messtechnik in vorhandene Produktionsanlagen.