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
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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