Klebetechnik-Beispiele inkl. Automatisierung

Klebetechnik 1.0 bis 4.0

Bei unseren Recherchen sind wir auf praxisnahe Beispiele aus der industriellen Klebetechnik aufmerksam geworden. Lassen Sie uns einleitend die Geschichte des Produktionsprozesses, ein Teil der Verbindungstechnik, nÀher betrachten, bevor wir auf die Fallbeispiele genauer eingehen.

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Evolution durch die Automatisierung der Verklebung, FĂŒgetechnik und Verbindungstechnik

Auf der Hannover Messe haben wir interessante Applikationsbeispiele aus dem Bereich der Verbindungstechnik kennenlernen dĂŒrfen. Danach haben wir im Rahmen einer Besichtigung interessante Details erfahren, weshalb die modernen Fertigungstechniken mit den traditionellen (analogen) Fertigungstechniken eng zusammenarbeiten mĂŒssen. 

Klebetechnik 1.0: Manuelle Verklebungen mit Klebstoff – Traditionelle Verbindungstechniken

klebetechnik 1.0Ähnlich wie bei unserem Artikel Industrie 1.0 bis Industrie 4.0 lĂ€sst sich das Kleben, in der Funktion als Verbindungs- und FĂŒgetechnik, in mehrere Entwicklungsgenerationen zusammenfassen. Eine umfangreiche Beschreibung der Klebstoff-Geschichte liefert der Industrieverband Klebstoffe e.V. an dieser Stelle.

 

 

Diese fassen wir als Leserservice wie folgt zusammen:

  • Obwohl die Beweise bis in die FrĂŒhgeschichte sehr rar sind, kann anhand von Ableitungen davon ausgegangen werden, dass es sich bei der Verklebung, um eine der Ă€ltesten Fertigungsverfahren handelt.
  • Der Ă€lteste Klebstoff, der auch zum Dichten verwendet wurde, war wohl tonhaltige Erde fĂŒr Höhlen und HĂŒtten
  • Schon Jungzeitmenschen fiel die Klebekraft von Erdpech (Asphalt), Baumharzen und Holzteer auf
  • In Sachsen-Anhalt wurde Birkenpech als Klebemittel bei Messern und Speeren gefunden
  • Ötzi hat seine Pfeile vor ĂŒber 5000 Jahren mit Birkenpech gefertigt
  • Wissenschaftler fanden Birkenpech an einem 180.000 Jahre alten Steinwerkzeug

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Klebetechnik 2.0: Einsatz von KlebebÀndern

Klebeband-RolleMit Sicherheit hat jeder von uns schon ein Klebeband in der Hand gehalten, um z.B. ein Paket zu verpacken oder auch temporĂ€re Befestigungen, beispielsweise im Rahmen einer Messe, anzubringen. Sowohl ein- oder doppelseitige KlebebĂ€nder als auch die aus dem privaten Haushalt bekannten PowerstripsÂź, bei denen es sich u.a. um vorgestanzte Klebestreifen handelt, sind weitreichend als Klebetechnik von der Stange erhĂ€ltlich. Wir erwĂ€hnen diesen Evolutionsschritt aufgrund der vorliegenden Information, dass selbst bei hochautomatisierten Fertigungsstraßen tatsĂ€chlich KlebebĂ€nder von der Stange oder von der Rolle, noch manuell zugeschnitten werden mĂŒssen und somit die Automatisierungskette durchbrochen wird.

Geschichte: Das erste transparente Klebeband wurde im Jahr 1930 erfunden. Als Synonym fĂŒr transparenten Klebefilm wurde erstmals 1936 vom „Tesa“-Klebefilm gesprochen. Dieses Kunstwort wurde aus dem Namen der damaligen Beiersdorf- SekretĂ€rin Elsa Tesmer gebildet und diente fortan als Markenbezeichnung.

Klebetechnik 3.0: Einsatz von vorgestanzten und funktionalen Klebestreifen

Als erste Effizienzsteigerungen der Klebetechnik gelten wohl der erste Tischabroller von Tesafilm und die bekannteste Verpackungshilfe beim Versand – der Klebebandabroller. Schön frĂŒh erkannte man, dass der manuelle Zuschnitt mit einer Schere nicht wirtschaftlich ist.

Vorgestanzte Klebestreifen

Heutzutage finden sich, ergĂ€nzend zu den unterschiedlichen Klebeband-Rollen, auch vorgestanzte Klebestreifen in den Einkaufsregalen. Dieser Evolutionsschritt war ein erster Schritt in Richtung Zeitersparnis und Erhöhung der Wirtschaftlichkeit von industriellen Klebetechnik-Prozessen. Weiter werden durch das Prinzip der Vorstanzung vorgefertigte Klebeband-Abmessungen bedarfsgerecht je nach Einsatzgebiet angeboten. Gleichzeitig handelt es sich um eine Möglichkeit zur Lageroptimierung und Kosteneinsparung.  So muss nicht fĂŒr einen speziellen Klebebedarf eine komplette Kleberolle angeschafft werden, um die Reste danach einzulagern. Nicht zu verachten bei vorgestanzten Klebestreifen ist zudem der Aspekt des Komfort fĂŒr die Anwender.

Funktionale Klebestreifen

Wie bei der Klebtechnik 1.0 schon erwĂ€hnt, nutzte schon Ötzi das Kleben zum Herstellen seiner Pfeile. Allerdings sind sich die Forscher sicher, dass nicht nur natĂŒrliche Klebestoffe, wie beispielsweise Baumharze, verwendet wurden – vielmehr hatte der Mensch schon sehr frĂŒh die Idee, die Klebekraft durch Kombinationen und Mischungen zu beeinflussen.

Folgend ein Auszug funktionaler Klebestreifen, die beispielsweise temperaturabhÀngig reagieren:

  • DĂ€mpfende KlebebĂ€nder
  • Elektrisch leitfĂ€hige KlebebĂ€nder
  • IsolierbĂ€nder
  • AbschirmungsbĂ€nder fĂŒr empfindliche elektronische GerĂ€te
  • KlebebĂ€nder zur Lichtabschirmung
  • Anti-Rutsch-KlebebĂ€nder
  • Rutschfeste KlebebĂ€nder
  • Kennzeichnungs- und IdentifizierungsbĂ€nder
  • Markierungs- und WarnklebebĂ€nder
  • Optisch klare KlebebĂ€nder
  • KlebebĂ€nder zur Fixierung
  • KlebebĂ€nder fĂŒr die Hochleistungsverklebung

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Klebetechnik 4.0: Integration von individuellen Klebestreifen
in den automatisierten Fertigungsprozess

Wer schon einmal einen automatisierten Produktionsablauf besichtigt hat, erinnert sich sicherlich an die vielen Roboter, FörderbĂ€nder und die nahtlosen ÜbergĂ€nge durch fortgeschrittene FĂŒgetechnik, um das Material einer Maschine zur VerfĂŒgung zu stellen.

Je kleiner, dĂŒnner und filigraner das Material, desto genauer muss jeder einzelne Produktionsschritt bis ins kleinste Detail feinjustiert werden. Bekannterweise ist eine Produktionskette nur so stark wie sein schwĂ€chstes Glied. Im Rahmen der Automatisierungstechnik wird hierbei oft zu spĂ€t an die FĂŒge-, bzw. Verbindungstechnik gedacht.

Folgende Beispiele sollen dabei helfen, dies greifbar zu machen:

Fertigungsbeispiel: Elektrifizierung

Klebentechnik und Elektrifizierung

Die Elektrifizierung gehört zu den aktuellen Treibern die Industrie. Neben dem hohen Anspruch an Design und KomfortabilitĂ€t, nicht nur in der Automobilindustrie am Beispiel der Modernisierung von Auto-Cockpits dargestellt, erfordert und fördert der Einzug der Elektrifizierung und Digitalisierung die Umgestaltung der Designkonzepte. ÜbergĂ€nge von Bauteilen sollen mehr und mehr eleganter und nahtloser erfolgen, gleichzeitig soll jedoch die KomplexitĂ€t im Bereich der Fertigung reduziert werden. Dies widerum stellt hohe Anforderungen an das industrielle Verkleben und erfordert sowohl individuelle, flexible als auch clevere Verbindungs- und Verarbeitungstechniken.

 

Fertigungsbeispiel: AutorĂŒckspiegel

Klebetechnik-Beispiel-RĂŒckspiegelVorab gehen wir auf die Feinschichtigkeit des AutorĂŒckspiegels ein. Stellen Sie sich das Innenteil eines RĂŒckspiegels vor, also ohne GehĂ€use. Was ĂŒbrig bleibt ist ein scheinbar normaler Spiegel. HĂ€tten Sie gedacht, dass dieser scheinbar normale dĂŒnne Spiegel in seinem Innenleben u.a. aus drei dĂŒnnen Klebeschichten besteht? Diese Verklebung ohne einen automatisierten Prozess durchzufĂŒhren ist fast unmöglich, zumindest nicht effizient.

 

Fertigungsbeispiel: Verbindungstechnik Modellbeschriftung

Wie sieht es beispielsweise bei Fertigungsstraßen aus, auf denen ein Auto nach dem anderen so effizient als nur möglich, ohne QualitĂ€tseinbußen, vom Band gehen muss?

Autobeschriftung und ModellbeschriftigungÄhnlich wie beim Reifenwechsel in der Formel 1 mĂŒssen hier einzelne ArbeitsvorgĂ€nge schnellstmöglich abgeschlossen sein. Denken Sie z.B. an die Seitenleisten oder die Modellbeschriftungen am Auto. Diese Beispiele sollen zeigen, dass der Blick ĂŒber den Tellerrand hinaus unabdingbar ist, um nicht den gesamten Produktionsablauf zu bremsen oder sogar einen Produktionsstillstand zu verursachen. Da diese Verbindungstechnik jedoch nicht direkter Bestandteil von Maschinen oder Computerprogrammen ist, wird oft zu spĂ€t an dessen Optimierungsmöglichkeiten gedacht.

 

Fertigungsbeispiel: Fehlersuche bei Laser-Lichtschranken in der FĂŒgetechnik

Klebetechnik Beispiel Laser-Lichtschranke

Maschinensteuerung ĂŒber Laser-Lichtschranken oder einen Lichttaster ist lĂ€ngst keine revolutionĂ€re Erfindung mehr. Doch leider können, trotz prĂ€ziser Objekterkennungen und Positionierungen, Fehlerkennungen und somit MaschinenstillstĂ€nde auftreten.

Eine Fehlerbehebung bei diesem Beispiel zeigt auf, dass Automatisierung nicht alleine maschinell oder mittels Computertechnik erfolgen kann. So mĂŒssen die Produktionsumgebung und die bekanntlich kleinen Details der „analogen Welt“ mit der Automatisierungstechnik frĂŒhzeitig verschmelzen, um ProduktionsstillstĂ€nde zu vermeiden.

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Industrielle Klebetechnik, FĂŒgetechnik und Verbindungstechnik auf Augenhöhe mit der Automatisierungstechnik

Ohne Engineering durch den Mensch mittels einer Vielzahl von Tests im Rahmen der Prozessabstimmung, beispielsweise bei der Materialzufuhr, sind sensible Produktionsprozesse kaum zu automatisieren. Bevor im zuletzt genannten Beispiel die Fehlersuche stattfand, kam es bei dem ursprĂŒnglich angedachten automatisierten Produktionsprozess regelmĂ€ĂŸig zum Produktionsstillstand. Das Problem war, dass die Lichtschranke bei der Materialzufuhr das neue Material sporadisch nicht erkennen konnte.

Die Lösung war ein individuell vorgestanztes Klebeband fĂŒr die Serienfertigung, mit einer Einkerbung zur besseren Erkennbarkeit der Lichtschranke.

Dieses Beispiel zeigt auf, dass der Weisheit letzter Schluss nicht immer in der Automatisierungstechnik oder in der Informationstechnologie liegen muss. Eine erfolgreiche Automatisierung ist oft abhĂ€ngig von der vorgelagerten analogen Fertigungstechnik, die oft zu spĂ€t ins KalkĂŒl genommen wird.

Muster- und Anwendungsbeispiele individueller Klebetechnik-Stanzteile

Industrielle KlebebĂ€nder - Musterteile anfordernWir freuen uns ĂŒber das Angebot aus dem Hause tesa, unseren Leserinnen und Lesern eine digitale Mustermappe und individuelle Stanzteile aus der Praxis zur VerfĂŒgung stellen zu können. Auf Wunsch erhalten Sie die Stanzteile auch zum Anfassen per Post ĂŒbersendet. Die digitale Mustermappe ist aufgrund realitĂ€tsnaher Fotos und Skizzen zur Veranschaulichung und detaillierten Anforderungsbeschreibungen sehr aussagekrĂ€ftig. Nutzen Sie das nachfolgende Kontaktformular, um eine digitale Mustermappe zu erhalten:

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    Weitere Hintergrundinformationen zur Verklebung

    Erfolgsfaktor AdhÀsion

    AdhĂ€sion hat eine wichtige Rolle in der Verbindungstechnik und beschreibt die FĂ€higkeit von Stoffen, an OberflĂ€chen anderer Materialien zu haften. Bei der AdhĂ€sion werden die AnziehungskrĂ€fte zwischen den  MolekĂŒlen der zu verbindenden Materialien genutzt, um eine feste Verbindung herzustellen.  Die Eigenschaften der  AdhĂ€sion unterscheiden sich je nach Materialien und werden von der OberflĂ€chenbeschaffenheit, Temperatur und Umgebung beeinflusst.

    Erfolgsfaktor Schleifen und Schleifmittel

    Eine wichtige Vorbereitungsmaßnahmen vor der Verklebung ist das Schleifen. In der Regel wird durch entsprechende Schleifmittel Öl, Fett, Staub oder Rost entfernt und eine notwendige OberflĂ€chenrauheit als Basis zu haben. Ebenso ist die Anpassungen an Unebenheiten wichtig und oft mĂŒssen auch alte Klebstoffreste entfernt werden. Durch eine grĂŒndliche OberflĂ€chenreinigung wird Haftungsproblemen vorgebeugt und eine stabile und nachhaltige Verbindung gewĂ€hrleistet.

    Tipps fĂŒr die ideale KlebeflĂ€che

    Die Wichtigkeit der OberfĂ€chenreinigung haben wir schon erwĂ€hnt. Aufbauend auf dieser Basis ist es wichtig die Klebstoffauswahl richtig zu treffen. Verschiedene Klebstofftypen sind sowohl fĂŒr unterschiedliche Materialien und Verwendungszwecke als auch der verschiedenen Umgebungen (Temperatur und Feuchtigkeit) geeignet. Achten Sie darauf, auf den KlebeflĂ€chen, das richtige Maß der Klebstoffmenge aufzutragen. Zu wenig Klebstoff fĂŒhrt zu einer schlechten Haftfestigkeit, wĂ€hrend eine zu hohe Klebstoffmenge möglicherweise durch das Überquillen die Verbindung in der Weiterverarbeitung behindert.

    Risiken von Klebstoffen

    Um die Risiken und Gefahren von Klebstoffen zu vermeiden ist der Arbeitsschutz verantwortlich. Je nach Klebstoff kann es zu Hautreizungen kommen, weshalb Mitarbeiter durch entsprechende Arbeitskleidung, wie z.B. Handschuhe oder Atemschutzmasken geschĂŒtzt werden mĂŒssen. Beim Auftragen von Klebstoffen können DĂ€mpfe und Gase freigesetzt werden, weshalb BelĂŒftungssysteme notwendig sind. Auch bei der Lagerung von Klebstoffen sind Gefahren vorhanden, weshalb Schulungen fĂŒr die Mitarbeiter wichtig sind, um UnfĂ€lle vorzubeugen. Da Schmelzklebstoffe bei hohen Temperaturen verarbeitet werden, gilt es Schutzmaßnahmen im Rahmen des Arbeitsschutzes zu treffen, um Verbrennungen zu vermeiden.

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