F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F R F E RT I G U N G S T E C H N I K U N D A N G E WA N D T E M AT E R I A L F O R S C H U N G I FA M

KLEBVERBINDUNGEN QUALITTSSICHERUNG DURCH ZERSTRUNGSFREIE PRFUNG ZFP

Fertigungstechnik Kleben

Das Kleben findet immer breiteren Einsatz in

allen Bereichen der Fertigung. Es ermglicht

die effiziente, langzeitbestndige Verbin-

dung nahezu aller Werkstoffkombinationen.

Selbst bislang nur schwer realisierbare Kom-

binationen wie das Fgen unterschiedlicher

Metalle sowie die Verbindung von Metallen

mit Glas oder Faserverbundwerkstoffen

sind mglich. Die Klebtechnik erlaubt damit

die Verarbeitung moderner, spezialisierter

Werkstoffe im Misch- und Leichtbau unter

Anwendung innovativer Designkonzepte.

Qualittssicherung in der Klebtechnik

Die Fertigungstechnik Kleben ist gem

DIN EN ISO 9001 ein spezieller Prozess,

bei dem die Qualitt der Verbindung durch

eine ausreichende berwachung und

Dokumentation des Fertigungsprozesses

sichergestellt werden muss. Dies kann durch

eine entsprechende Prozessberwachung,

durch zerstrende Prfung an Stichproben

oder insbesondere auch durch Methoden

der zerstrungsfreien Prfung (ZfP)

erfolgen.

Zerstrungsfreie Prfung in der

Klebtechnik

Der Bereich der zerstrungsfreien Prfung

umfasst eine vielfltige Palette an verschie-

denen Prfverfahren. Die meisten davon

sind fr die Untersuchung von metallischen

Werkstoffen entwickelt worden und nur

bedingt fr die Prfung von Kunststoffen

und insbesondere von Klebverbindungen

einsetzbar.

Das Fraunhofer-Institut fr Fertigungstech-

nik und Angewandte Materialforschung

IFAM stellt sich diesem Defizit mit einem

neuen Ttigkeitsschwerpunkt zur Quali-

ttssicherung in der Fgetechnik Kleben.

Neben der Modifikation und Optimierung

etablierter zerstrungsfreier Prfmethoden

werden neue, innovative Messverfahren auf

ihre Eignung fr die Prfung von Klebver-

bindungen getestet und optimiert.

1 Demonstrator zur Ultraschallpr-

fung einer Scheibenklebung.

Fraunhofer-Institut fr

Fertigungstechnik und

Angewandte Materialforschung

Klebtechnik und Oberflchen

Wiener Strae 12

28359 Bremen

Institutsleiter

Prof. Dr. rer. nat. Bernd Mayer

Ansprechpartner

Klebtechnische Fertigung

Dr. Jochen Skupin

Telefon +49 421 2246-465

jochen.skupin@ifam.fraunhofer.de

www.ifam.fraunhofer.de

Fraunhofer IFAM

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Ultraschallprfung

Die Ultraschallprfung ist eine seit

Jahrzehnten bewhrte Methode der ZfP,

deren Potenzial in den letzten Jahren durch

neue Auswertealgorithmen und Gerteent-

wicklungen, wie z. B. der Gruppenstrahler-

Technik (Phased-Array), erheblich gesteigert

wurde.

Die Ultraschallprfung ist insbesondere fr

die Prfung von metallischen Werkstoffen

etabliert, lsst sich aber ebenso fr die

Qualittssicherung von Kunststoffen und

insbesondere von Klebverbindungen

einsetzen.

Neben der handgefhrten Ultraschall-

prfung, wie sie in der Wartung und

Reparatur hufig eingesetzt wird, bietet die

Ultraschalltechnik ein groes Automatisie-

rungspotenzial. In der Fertigung lsst sich

damit unter Einhaltung der gewnschten

Taktzeiten eine Prfung von bis zu 100

Prozent (Vollprfung) der produzierten

Einheiten erreichen.

Aus der Praxis

ZfP-Prfung von Scheibenklebungen

Im Automobil- und Schienenfahrzeugbau

werden Scheiben hufig mittels einer

Polyurethan-Dickschicht-Klebung mit der

Karosserie verbunden. Dabei ist die ausrei-

chende Benetzung der Scheibe mit Klebstoff

sicherzustellen. Da die Klebstoffraupe im

geschwrzten Randbereich der Scheibe

nicht sichtbar ist und somit eine visuelle

Prfung ausgeschlossen ist, lsst sich die

Ultraschallprfung einsetzen.

Zur Veranschaulichung des Verfahrens

wurde im Fraunhofer IFAM ein Demons-

trator mit einer fehlerhaften Klebung

hergestellt und mit einem mit einer

Linear-Achse gekoppelten Phased-Array-

Ultraschallmessgert automatisch ver-

messen (Abb. 1). Die Fehlstellen erzeugen

eine deutliche nderung in der Amplitude

des von der Klebstoffraupe reflektierten

Ultraschalls, die eine eindeutige Erkennung

von Benetzungsfehlern oder zu geringem

Klebstoffauftrag erlaubt (Abb. 2).

2 Oben: Fehlerhafte Klebstoffraupe.

Unten: Die Ultraschallmessung gibt

Mngel der Klebstoffraupe deutlich

wieder.

Portfolio der ZfP-Methoden

des Fraunhofer IFAM:

Ultraschall konventionell und

Phased-Array

Thermografie

Rntgen-Computertomografie

Schallemissionsanalyse

Fokker bond tester

3-D-Formerfassung, z. B. durch

Lasertriangulation

Weitere Verfahren in Kooperation

mit Partnerinstituten:

Shearografie

Terahertz-Spektroskopie

Laserultraschall

Wirbelstromprfung

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