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, näher betrachten, bevor wir auf die Fallbeispiele genauer eingehen.

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Evolution durch die Automatisierung der Verklebung, F√ľgetechnik und Verbindungstechnik

Auf der Hannover Messe haben wir interessante Applikationsbeispiele aus dem Bereich der Verbindungstechnik kennenlernen d√ľrfen. Danach haben wir im Rahmen einer Besichtigung interessante Details erfahren, weshalb die modernen Fertigungstechniken mit den traditionellen (analogen) Fertigungstechniken eng zusammenarbeiten m√ľssen.¬†

Klebetechnik 1.0: Manuelle Verklebungen mit Klebstoff – Traditionelle Verbindungstechniken

klebetechnik 1.0√Ąhnlich wie bei unserem Artikel Industrie 1.0 bis Industrie 4.0 l√§sst sich das Kleben, in der Funktion als Verbindungs- und F√ľgetechnik, 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 Fr√ľhgeschichte sehr rar sind, kann anhand von Ableitungen davon ausgegangen werden, dass es sich bei der Verklebung, um eine der √§ltesten Fertigungsverfahren handelt.
  • Der √§lteste Klebstoff, der auch zum Dichten verwendet wurde, war wohl tonhaltige Erde f√ľr H√∂hlen und H√ľtten
  • Schon Jungzeitmenschen fiel die Klebekraft von Erdpech (Asphalt), Baumharzen und Holzteer auf
  • In Sachsen-Anhalt wurde Birkenpech als Klebemittel bei Messern und Speeren gefunden
  • √Ėtzi hat seine Pfeile vor √ľber 5000 Jahren mit Birkenpech gefertigt
  • Wissenschaftler fanden Birkenpech an einem 180.000 Jahre alten Steinwerkzeug

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Klebetechnik 2.0: Einsatz von Klebebändern

Klebeband-RolleMit Sicherheit hat jeder von uns schon ein Klebeband in der Hand gehalten, um z.B. ein Paket zu verpacken oder auch tempor√§re Befestigungen, beispielsweise im Rahmen einer Messe, anzubringen. Sowohl ein- oder doppelseitige Klebeb√§nder als auch die aus dem privaten Haushalt bekannten Powerstrips¬ģ, bei denen es sich u.a. um vorgestanzte Klebestreifen handelt, sind weitreichend als Klebetechnik von der Stange erh√§ltlich. Wir erw√§hnen diesen Evolutionsschritt aufgrund der vorliegenden Information, dass selbst bei hochautomatisierten Fertigungsstra√üen tats√§chlich Klebeb√§nder von der Stange oder von der Rolle, noch manuell zugeschnitten werden m√ľssen und somit die Automatisierungskette durchbrochen wird.

Geschichte: Das erste transparente Klebeband wurde im Jahr 1930 erfunden. Als Synonym f√ľr transparenten Klebefilm wurde erstmals 1936 vom „Tesa“-Klebefilm gesprochen. Dieses Kunstwort wurde aus dem Namen der damaligen Beiersdorf- Sekret√§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. Sch√∂n fr√ľh erkannte man, dass der manuelle Zuschnitt mit einer Schere nicht wirtschaftlich ist.

Vorgestanzte Klebestreifen

Heutzutage finden sich, erg√§nzend zu den unterschiedlichen Klebeband-Rollen, auch vorgestanzte Klebestreifen in den Einkaufsregalen. Dieser Evolutionsschritt war ein erster Schritt in Richtung Zeitersparnis und Erh√∂hung 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 M√∂glichkeit zur Lageroptimierung und Kosteneinsparung.¬† So muss nicht f√ľr 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 f√ľr die Anwender.

Funktionale Klebestreifen

Wie bei der Klebtechnik 1.0 schon erw√§hnt, nutzte schon √Ėtzi das Kleben zum Herstellen seiner Pfeile. Allerdings sind sich die Forscher sicher, dass nicht nur nat√ľrliche Klebestoffe, wie beispielsweise Baumharze, verwendet wurden – vielmehr hatte der Mensch schon sehr fr√ľh die Idee, die Klebekraft durch Kombinationen und Mischungen zu beeinflussen.

Folgend ein Auszug funktionaler Klebestreifen, die beispielsweise temperaturabhängig reagieren:

  • D√§mpfende Klebeb√§nder
  • Elektrisch leitf√§hige Klebeb√§nder
  • Isolierb√§nder
  • Abschirmungsb√§nder f√ľr empfindliche elektronische Ger√§te
  • Klebeb√§nder zur Lichtabschirmung
  • Anti-Rutsch-Klebeb√§nder
  • Rutschfeste Klebeb√§nder
  • Kennzeichnungs- und Identifizierungsb√§nder
  • Markierungs- und Warnklebeb√§nder
  • Optisch klare Klebeb√§nder
  • Klebeb√§nder zur Fixierung
  • Klebeb√§nder f√ľr 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, F√∂rderb√§nder und die nahtlosen √úberg√§nge durch fortgeschrittene F√ľgetechnik, um das Material einer Maschine zur Verf√ľgung zu stellen.

Je kleiner, d√ľnner 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 schw√§chstes Glied. Im Rahmen der Automatisierungstechnik wird hierbei oft zu sp√§t an die F√ľge-, 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 Komfortabilität, 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. Übergänge von Bauteilen sollen mehr und mehr eleganter und nahtloser erfolgen, gleichzeitig soll jedoch die Komplexität 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: Autor√ľckspiegel

Klebetechnik-Beispiel-R√ľckspiegelVorab gehen wir auf die Feinschichtigkeit des Autor√ľckspiegels ein. Stellen Sie sich das Innenteil eines R√ľckspiegels vor, also ohne Geh√§use. Was √ľbrig bleibt ist ein scheinbar normaler Spiegel. H√§tten Sie gedacht, dass dieser scheinbar normale d√ľnne Spiegel in seinem Innenleben u.a. aus drei d√ľnnen Klebeschichten besteht? Diese Verklebung ohne einen automatisierten Prozess durchzuf√ľhren ist fast unm√∂glich, 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 Qualitätseinbußen, vom Band gehen muss?

Autobeschriftung und Modellbeschriftigung√Ąhnlich wie beim Reifenwechsel in der Formel 1 m√ľssen hier einzelne Arbeitsvorg√§nge schnellstm√∂glich abgeschlossen sein. Denken Sie z.B. an die Seitenleisten oder die Modellbeschriftungen am Auto. Diese Beispiele sollen zeigen, dass der Blick √ľber 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 sp√§t an dessen Optimierungsm√∂glichkeiten gedacht.

 

Fertigungsbeispiel: Fehlersuche bei Laser-Lichtschranken in der F√ľgetechnik

Klebetechnik Beispiel Laser-Lichtschranke

Maschinensteuerung √ľber Laser-Lichtschranken oder einen Lichttaster ist l√§ngst keine revolution√§re Erfindung mehr. Doch leider k√∂nnen, trotz pr√§ziser Objekterkennungen und Positionierungen, Fehlerkennungen und somit Maschinenstillst√§nde auftreten.

Eine Fehlerbehebung bei diesem Beispiel zeigt auf, dass Automatisierung nicht alleine maschinell oder mittels Computertechnik erfolgen kann. So m√ľssen die Produktionsumgebung und die bekanntlich kleinen Details der „analogen Welt“ mit der Automatisierungstechnik fr√ľhzeitig verschmelzen, um Produktionsstillst√§nde zu vermeiden.

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Industrielle Klebetechnik, F√ľgetechnik und Verbindungstechnik auf Augenh√∂he 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 urspr√ľnglich angedachten automatisierten Produktionsprozess regelm√§√üig zum Produktionsstillstand. Das Problem war, dass die Lichtschranke bei der Materialzufuhr das neue Material sporadisch nicht erkennen konnte.

Die L√∂sung war ein individuell vorgestanztes Klebeband f√ľr 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 abh√§ngig von der vorgelagerten analogen Fertigungstechnik, die oft zu sp√§t ins Kalk√ľl genommen wird.

Muster- und Anwendungsbeispiele individueller Klebetechnik-Stanzteile

Industrielle Klebeb√§nder - Musterteile anfordernWir freuen uns √ľber das Angebot aus dem Hause tesa, unseren Leserinnen und Lesern eine digitale Mustermappe und individuelle Stanzteile aus der Praxis zur Verf√ľgung stellen zu k√∂nnen. Auf Wunsch erhalten Sie die Stanzteile auch zum Anfassen per Post √ľbersendet. Die digitale Mustermappe ist aufgrund realit√§tsnaher Fotos und Skizzen zur Veranschaulichung und detaillierten Anforderungsbeschreibungen sehr aussagekr√§ftig. Nutzen Sie das nachfolgende Kontaktformular, um eine digitale Mustermappe zu erhalten:

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    Weitere Hintergrundinformationen zur Verklebung

    Erfolgsfaktor Adhäsion

    Adh√§sion hat eine wichtige Rolle in der Verbindungstechnik und beschreibt die F√§higkeit von Stoffen, an Oberfl√§chen anderer Materialien zu haften. Bei der Adh√§sion werden die Anziehungskr√§fte zwischen den¬† Molek√ľlen der zu verbindenden Materialien genutzt, um eine feste Verbindung herzustellen.¬† Die Eigenschaften der¬† Adh√§sion unterscheiden sich je nach Materialien und werden von der Oberfl√§chenbeschaffenheit, Temperatur und Umgebung beeinflusst.

    Erfolgsfaktor Schleifen und Schleifmittel

    Eine wichtige Vorbereitungsma√ünahmen vor der Verklebung ist das Schleifen. In der Regel wird durch entsprechende Schleifmittel √Ėl, Fett, Staub oder Rost entfernt und eine notwendige Oberfl√§chenrauheit als Basis zu haben. Ebenso ist die Anpassungen an Unebenheiten wichtig und oft m√ľssen auch alte Klebstoffreste entfernt werden. Durch eine gr√ľndliche Oberfl√§chenreinigung wird Haftungsproblemen vorgebeugt und eine stabile und nachhaltige Verbindung gew√§hrleistet.

    Tipps f√ľr die ideale Klebefl√§che

    Die Wichtigkeit der Oberf√§chenreinigung haben wir schon erw√§hnt. Aufbauend auf dieser Basis ist es wichtig die Klebstoffauswahl richtig zu treffen. Verschiedene Klebstofftypen sind sowohl f√ľr unterschiedliche Materialien und Verwendungszwecke als auch der verschiedenen Umgebungen (Temperatur und Feuchtigkeit) geeignet. Achten Sie darauf, auf den Klebefl√§chen, das richtige Ma√ü der Klebstoffmenge aufzutragen. Zu wenig Klebstoff f√ľhrt zu einer schlechten Haftfestigkeit, w√§hrend eine zu hohe Klebstoffmenge m√∂glicherweise durch das √úberquillen 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 gesch√ľtzt werden m√ľssen. Beim Auftragen von Klebstoffen k√∂nnen D√§mpfe und Gase freigesetzt werden, weshalb Bel√ľftungssysteme notwendig sind. Auch bei der Lagerung von Klebstoffen sind Gefahren vorhanden, weshalb Schulungen f√ľr die Mitarbeiter wichtig sind, um Unf√§lle vorzubeugen. Da Schmelzklebstoffe bei hohen Temperaturen verarbeitet werden, gilt es Schutzma√ünahmen im Rahmen des Arbeitsschutzes zu treffen, um Verbrennungen zu vermeiden.

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