Schaumdichtungen für die hoch getaktete Prozessfertigung

Werkstoffe 10. 11. 2014
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Die neuen Fast-Cure-Dichtungen aus der Produktfamilie Fermapor® K31 von Sonderhoff Chemicals sind schnell reagierende 2-Komponenten Polyurethanschaumsysteme mit sehr kurzer Klebfreizeit. Bereits nach zwei bis drei Minuten ist die Dichtungsoberfläche klebfrei, sodass die beschäumten Bauteile im nachfolgenden Fertigungsprozess nahtlos weiterverarbeitet werden können. Die neuen Schaumdichtungssysteme kommen überall dort zum Einsatz, wo in der Industrie, wie beispielsweise im Schaltschrank- oder Fahrzeugbau, hohe Produktionsgeschwindigkeiten gefordert sind.

Im hochautomatisierten Fahrzeugbau, bei der Serienherstellung von Schaltschränken oder in der Verpackungsindustrie ist die Dichtungstechnik Formed In-place Foam Gasket (FIPFG), also das automatische Auftragen und Aushärten von Flüssigschaumdichtungen direkt auf dem Bauteil, schon seit vielen Jahren Stand der Technik. Bei der Abdichtung von Kfz-Türmodulen, Schaltschrankpanelen oder Fassdeckeln mit Fast-Cure-Schäumen werden unter Einsatz der Niederdruck-Misch- und Dosieranlagen von Sonderhoff Engineering Dichtungsapplikationen in hoher Stückzahl und reproduzierbarer Produktqualität, das heißt mit der geforderten Nullfehler-Toleranz, prozess­sicher erreicht. Bei einer nahezu hunderprozentigen Ausnutzung der Rohmaterialien fallen außerdem keine Stanz- oder Verschnittverluste an, wie ansonsten bei den vorgefertigten konventionellen Einlegedichtungen üblich. Die Materialkosten bleiben somit sehr gering.

Effiziente Fertigung

Die für das Dichtungsschäumen von Bauteilen aus Metall oder Kunststoff eingesetzten Fast-Cure-Polyurethanschaumsysteme Fermapor® K31 von Sonderhoff Chemicals werden konturgenau direkt auf die Bauteile mit oder ohne Nut flüssig aufgetragen. Sie verfestigen sich dort zu einer Weichschaumdichtung und sind bei Raumtemperatur innerhalb von zwei bis drei ­Minuten klebfrei.

Die Bauteile können so im nachfolgenden Fertigungsprozess, ohne Zwischenlagerung,­ zügig weiter verarbeitet werden. Zusätzliche Investitionen für die kostenintensive­ Lagerung der Bauteile mit geschäumter Dichtung in Temperöfen sind daher nicht erforderlich. Die schnellere Weiterverarbeitung und somit frühere Endmontage der Bauteile führt zu einer erheblichen Zeiteinsparung im gesamten Herstellungsprozess, zu sinkenden Stückkosten und einer letztlich effizienteren Fertigung.

Im Gegensatz dazu sind bei herkömmlichen Dichtungsschäumen die Klebfreizeiten deutlich länger. Schaltschrankbauteile, Kfz-Türmodule oder Fassdeckel benötigen in diesem Fall zum Aushärten des Dichtungsmaterials eine längere Aushärte­strecke oder sie müssen eventuell zwischengelagert werden, bevor sie weiter verarbeitet werden können.

Die schnell reagierenden Fast-Cure-Schaumdichtungen haben eine geringe­ Wasseraufnahme und erzielen je nach Bauteilkonstruktion und Schaumsystem Schutzartklassen bis IP69K. Sie haben eine gute Haftung auf unterschiedlichen Material­oberflächen, von Polypropylen bis zu ­lackiertem Stahl, in bestimmten Fällen nach vorheriger Vorbehandlung. Die Viskositäten der Schäume können von flüssig bis pastös flexibel an die jeweilige Bauteilgeometrie angepasst werden. Unterschiedliche­ Shore-Härten sind realisierbar.

Dank guter mechanischer Werte lassen sich die Fast-Cure-Schaumdichtungen einfach verbauen und stellen sich unter Testbedingungen bei 70 °C zu 96 % bis 98 % zurück. Diese gute Rückstellfähigkeit der Dichtungen ist bei häufigem Öffnen und Schließen eines Bauteils, wie zum Beispiel bei Fassdeckeln und Schaltschranktüren, entscheidend, damit im geschlossenen Zustand eine gleichbleibend hohe Dichtwirkung bestehen bleibt. Spezielle Fast-Cure-Systeme erfüllen zudem die technischen Eigenschaften der Automobil-Normen DBL 5452-13 (Daimler), TL848 (VW) und MY 560 (Chrysler/Fiat).

Der Knickarmroboter greift das Bauteil und führt es zum Beschäumen unter dem Mischkopf der Dosieranlage entlang

 

Der Knickarmroboter mit Mischkopf fährt das Türmodul für den Dichtungsauftrag mit Fast-Cure Schaum konturgenau ab

 

Zwei- oder dreidimensionale Dichtungs­applikationen

Beim Auftragen einer Fast-Cure-Schaumdichtung, zum Beispiel auf einer Schaltschranktür, verfährt der Linearroboter den Mischkopf der Misch- und Dosieranlage­ konturgenau entlang der Türgeometrie. Dabei wird pastöses Material über die Mischkopfdosierdüse auf die Innenseite der Schaltschranktür frei aufgetragen. Der Schaum kann so eingestellt werden, dass mit der Auftragsdosierung das Aufschäumen erst nach 30 Sekunden verzögert einsetzt und so mehr Zeit für das Teilehandling bleibt.

Unmittelbar nach dem Dichtungsauftrag expandiert der Schaum auf ein Mehrfaches seines Volumens und bildet so eine Weichschaumdichtung mit einem Breiten-/Höhenverhältnis von etwa 2:1 aus. Grundsätzlich lässt sich das Verhältnis von Breite zu Höhe einer Dichtung über die Komponentenauswahl einstellen.

Bei komplexeren dreidimensionalen Bauteilen mit Steigungen und Neigungen kann die automatische Dichtungsapplikation auch von einem Knickarmroboter vorgenommen werden. Zwei Konfigurationen sind dabei möglich: Entweder greift der Roboter das Bauteil und führt es zum Beschäumen unter dem Mischkopf der Dosieranlage entlang oder der Mischkopf wird von dem Knickarmroboter geführt und fährt für den Dichtungsauftrag die Bauteilkontur ab.

Die Sonderhoff-Gruppe

Die Sonderhoff-Unternehmensgruppe mit Hauptsitz in Köln ist der Systemlieferant für polymere Dichtungs-, Klebe- und Vergusslösungen auf Basis von Polyurethan, Silikon und PVC, für Anlagenbau, Automation sowie Lohnfertigung im Bereich Dichten, Kleben und Vergießen. Das Sonderhoff-System verbindet dabei chemisch-technische Kompetenz mit kreativen Ingenieurleistungen in den Bereichen Mischen und Dosieren sowie Verfahrenstechnik, kombiniert mit dem Service Lohnfertigung. Die Dichtungs-, Klebe- und Vergussprodukte der Unternehmen werden für das Abdichten, Kleben und Versiegeln von Bauteilen der verschieden­sten industriellen Anwendungsbereiche ­eingesetzt, zum Beispiel der Schaltschrank-, Elektronik-, Beleuchtungs-, Automobil-, Klimatechnik-, Filter-, Photovoltaik-, Verpackungs- sowie Haushaltsgeräteindustrie.

Sonderhoff Chemicals GmbH in Köln entwickelt und produziert reaktive 2-Komponenten-Dichtungs-, Klebe- und Vergusssysteme auf Polyurethan-, Silikon- oder PVC-Basis und vertreibt diese weltweit. Dabei kann auf die Erfahrung von mehr als tausend Formulierungen zurückgegriffen werden. Die Produktsysteme sind für die kundenspezifische Bauteilapplikation mit Hilfe der FIPFG-/FIP- (Formed-In-Place Foam Gasket/Formed-In-Place) Dosiertechnologie ausgelegt.

Sonderhoff Engineering GmbH in Hörbranz, Österreich, entwickelt und vertreibt weltweit Misch- und Dosieranlagen für das Niederdruckverfahren sowie Automationskonzepte nach den Vorgaben der Kunden, von der Stand-Alone-Anlage bis zur vollautomatischen Produktionsstraße zum Dichtungsschäumen, Kleben und Vergießen nach der FIPFG-/FIP- (Formed-In-Place Foam Gasket/Formed-In-Place) Dosiertechnologie.

Sonderhoff Services GmbH in Köln und Sonderhoff Polymer-Services Austria GmbH in Dornbirn, Österreich, haben sich als Lohnfertiger für das Dichtungsschäumen, Kleben und Vergießen in höchster Präzision in ihren Märkten sehr gut positioniert. Sie bieten ihre Dienstleistungen der Bemusterung von Prototypen über Null- und Kleinserien bis hin zur Serienfertigung im Produktionsmaßstab für die Dichtungs-, Klebe- und Vergussapplikation der Bauteile und Systemkomponenten der OEM-Zulieferindustrie in Deutschland, Österreich und der Schweiz an.

Partnerfirmen übernehmen das Lohnschäumen, -kleben und -vergießen für die Sonderhoff-Kunden in Großbritannien, Spanien, Polen, Indien, Singapur, Japan, Korea und Brasilien.

Die Schwestergesellschaften der Sonderhoff-Gruppe in Italien, den USA und China bieten der OEM-Zulieferindustrie in diesen Ländern die ganze Palette ihrer Dienstleistungen und Produkte an: Lohnschäumen, -kleben und -vergießen, technischen Service, Beratung und Schulung sowie Produktion und Verkauf der Materialsysteme und Vertrieb der Misch- und Dosieranlagen von Sonderhoff.

 
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