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Automatisiertes Kleben für Faserverbundwerkstoffe - Die Zukunft des industriellen Leichtbaus
Erfahren Sie, wie automatisierte Klebesysteme die Fertigung von Faserverbundbauteilen revolutionieren und warum MICADO zu den führenden Anbietern maßgeschneiderter Klebelösungen zählt.
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Robotergestützte Klebeanlage mit in Aktion
In der Luftfahrt- und Automobilindustrie steht die Fertigung vor einer zentralen Herausforderung: Wie lassen sich hochkomplexe Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen wirtschaftlich, reproduzierbar und in höchster Qualität fügen? Traditionelle Fügeverfahren wie Nieten oder Schweißen stoßen bei modernen Leichtbaumaterialien wie CFK und GFK an ihre Grenzen. Die Antwort liegt in automatisierten Klebesystemen. Im Gegensatz zu manuellen Klebeprozessen gewährleisten automatisierte Systeme gleichbleibende Qualität über die gesamte Produktionscharge. Robotergestützte Dosier- und Applikationstechnik ermöglicht reproduzierbare Kleberaupen mit exakter Geometrie, definierter Menge und präziser Positionierung – besonders kritisch bei sicherheitsrelevanten Bauteilen in der Luftfahrt.
Was sind automatisierte Klebesysteme?
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6-Achs-Roboter trägt Klebstoff präzise auf ein CFK-Bauteil in einer automatisierten Klebezelle auf.
Automatisiertes Kleben bezeichnet den robotergestützten, präzisen Auftrag von Klebstoffen auf Bauteile. Diese Technologie ist für Faserverbundwerkstoffe entscheidend, da diese Materialien empfindlich auf mechanische Fügetechniken reagieren. MICADO bietet maßgeschneiderte Systeme für anspruchsvollste Anwendungen mit entscheidenden Vorteilen: Reproduzierbare Klebstoffauftragung mit gleichbleibender Qualität, automatische Überwachung von Klebstoffmenge und Raupengeometrie, integrierte Inline-Prüfsysteme und vollständige Rückverfolgbarkeit. Dazu kommen reduzierte Taktzeiten, minimierte Materialverschwendung durch exakte Dosierung und höhere Anlagenauslastung. Die Systeme passen sich an verschiedene Bauteilgeometrien an und lassen sich in bestehende Produktionslinien integrieren – skalierbar von Semi-Automatisierung bis Vollautomation.
Die Vorteile automatisierter Klebesysteme von MICADO
Klebstoffsysteme und Oberflächenvorbehandlung
Die Auswahl des geeigneten Klebstoffsystems ist entscheidend. Epoxidharzklebstoffe sind die erste Wahl für strukturelle Klebungen in der Luftfahrt mit extrem hohen Scherfestigkeiten und Temperaturbeständigkeit bis 180 °C. Methylmethacrylat-Klebstoffe (MMA) vereinen hohe Festigkeiten mit extrem kurzen Aushärtezeiten – ideal für kurze Taktzeiten in der Serienproduktion. Polyurethan-Klebstoffe bieten höchste Flexibilität für Sandwichelemente und wirken spannungsausgleichend sowie vibrationshemmend.
Faserverbundwerkstoffe müssen absolut staub- und fettfrei sein. Automatisierte Systeme integrieren mechanische Vorbehandlung durch Schleifen oder Strahlen, chemische Vorbehandlung mittels Plasmaaktivierung oder Primerauftrag sowie Qualitätskontrolle durch Oberflächenenergiemessung. Dies gewährleistet reproduzierbare Bedingungen und optimale Haftung.
Robotergestützte Applikation und Qualitätssicherung
MICADO setzt auf modernste 6-Achs-Roboter mit hochpräzisen Dosiersystemen für das präzise Auftragen von Klebstoffen. Alle eingesetzten Komponenten sind darauf ausgelegt, Klebstoffe zuverlässig und reproduzierbar in konstanter Qualität aufzutragen. Moderne Elektrovolumendosierer ermöglichen eine Dosiergenauigkeit von ± 1 % und gewährleisten eine konstante Materialmenge im Einsatz. Druckkompensation gleicht Viskositätsschwankungen aus, während Temperierungssysteme die Klebstoffviskosität auch im kontinuierlichen Einsatz konstant halten. Mehrkomponenten-Mischköpfe sorgen für homogene 2K-Klebstoffe beim Auftragen. Die 3D-Bahnplanung ermöglicht das präzise Auftragen komplexer Raupengeometrien auf gekrümmten Oberflächen, während eine geschwindigkeitsadaptive Dosierung für gleichbleibende Raupenbreite im Einsatz sorgt. Die Bahnen werden per Teach-in oder CAD-Import programmiert, eine automatische Kollisionsvermeidung schützt die Anlage im Einsatz zuverlässig.
Ein entscheidender Vorteil ist die integrierte Qualitätskontrolle. Hochauflösende Kamerasysteme prüfen die Kleberaupe unmittelbar nach dem Auftrag auf Vollständigkeit, Position, Breite und Geometrie. Laser-Triangulationssensoren messen Raupenhöhe und aufgetragenes Volumen. Kontinuierliche Überwachung von Druck, Durchfluss und Temperatur erkennt Prozessabweichungen in Echtzeit. Alle Parameter werden dokumentiert und bieten vollständige Rückverfolgbarkeit.
Ganzheitliche Lösungen von Semi- bis Vollautomatisierung
MICADO bietet auch semi-automatische Lösungen, die menschliche Flexibilität mit maschineller Präzision kombinieren. Bei der Mensch-Roboter-Kollaboration übernimmt der Mitarbeiter das Bauteil-Handling, während der Roboter den präzisen Klebstoffauftrag ausführt – besonders effektiv bei mittleren Stückzahlen.
Qualitätskontrolle des fertigen Bauteils
Die Aushärtungszeit ist oft taktbestimmend. Moderne Systeme integrieren intelligente Aushärtekonzepte: Temperierte Fixiervorrichtungen beschleunigen die Aushärtung durch kontrollierte Wärmezufuhr, Umlaufpuffersysteme ermöglichen parallele Aushärtung, IR- oder Induktionsheizung für punktuelle Schnellhärtung reduziert die Zykluszeit.
Automatisiertes Kleben – Praxisbeispiele
In der Luftfahrtindustrie werden automatisierte Klebesysteme für die Montage von Rumpfsegmenten, Flügelstrukturen und Innenverkleidungen eingesetzt. Besonders bei großflächigen CFK-Sandwichstrukturen ist gleichmäßige Klebstoffverteilung kritisch. MICADO-Systeme gewährleisten reproduzierbare Qualität bei großen Bauteildimensionen.
Im Automobilbereich sind Batteriegehäuse aus Faserverbundwerkstoffen ein wachsendes Einsatzgebiet. Die Verklebung muss elektrisch isolierend, thermisch leitfähig und crashsicher sein. Automatisierte Systeme ermöglichen präzise Applikation spezieller Wärmeleitpasten und struktureller Klebstoffe. Auch CFK-Dächer für Hochleistungsfahrzeuge werden zunehmend automatisiert verklebt.
Kundenbeispiel SGL CARBON: Von der Herausforderung zur Lösung
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Automatisiertes Kleben mit Roboter und Dosiersystem in industrieller Produktion
MICADO als kompetenter Ansprechpartner für die erfolgreich Projektumsetzung
"Automatisiertes Kleben ist weit mehr als nur ein Roboter mit einer Klebepistole", betont Ing. Markus Rath, Leiter Werkzeug- & Vorrichtungsbau bei MICADO". Die erfolgreiche Implementierung erfordert tiefes Verständnis der Materialien, Klebstoffe und Prozesse." Die passende Lösung hängt von Bauteilform und Material sowie vom eingesetzten Klebstoff ab. Auch Taktzeit, Produktionsmenge, Qualitätsvorgaben und Budget spielen eine entscheidende Rolle.
Von der ersten Machbarkeitsstudie bis zur laufenden Produktion steht MICADO als Gesamtanbieter zur Seite: Zunächst analysieren wir den Prozess und testen die Materialien. Auf dieser Basis wählen wir den passenden Klebstoff aus. Anschließend entwickeln wir die passende Automatisierungslösung. Danach konstruieren wir die benötigten Vorrichtungen und Roboterzellen im Detail. Es folgen die Programmierung sowie die Entwicklung der Bedienoberfläche (HMI). Nach der präzisen Fertigung und Montage nehmen wir die Anlage in Betrieb und begleiten die Prozessfreigabe. Auch nach Projektabschluss stehen wir weiterhin mit Support zur Verfügung.
Automatisierte Klebesysteme leisten einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit: Reduzierter Materialverbrauch durch exakte Dosierung, Minimierung von Ausschuss durch Prozesssicherheit, Energieeffizienz durch optimierte Aushärtekonzepte und Ermöglichung von Leichtbau mit CO₂-Einsparung im Betrieb.
Fazit
Automatisiertes Kleben von Faserverbundwerkstoffen ist eine Schlüsseltechnologie für die Zukunft des industriellen Leichtbaus. Mit seiner Expertise als Gesamtanbieter für Automation und Vorrichtungsbau unterstützt MICADO Unternehmen dabei, die optimale Klebelösung zu finden und erfolgreich zu implementieren. Ob vollautomatisierte Produktionslinie oder semi-automatische Einzelzelle – MICADO entwickelt die Lösung, die zu Ihren Anforderungen passt und nachhaltigen Mehrwert in Ihrer Fertigung schafft.
