Prozesssicheres Abdichten von industriellen Bauteilen für optimale FIPFG Ergebnisse

Für viele Bauteilentwickler und Produktionsverantwortliche der Kunststoff oder Metall verarbeitenden Industrie sind Dichtungslösungen mit Hilfe effizienter Fertigungsmethoden eine tägliche Herausforderung.

Die Kunden verlangen, dass nach Total-Quality-Management (TQM) Gesichtspunkten produziert wird, und dass ihre Bauteile und Systemkomponenten optimal abgedichtet, verklebt und versiegelt sind. Sie erwarten daher von den in der Produktion eingesetzten Misch- und Dosieranlagen eine nachweisliche Prozessgenauigkeit und infolgedessen eine reproduzierbare Fertigungsqualität. Alle relevanten Maschinen-, Material- und Prozessdaten werden von den Misch- und Dosieranlagen der Sonderhoff Engineering GmbH aus Hörbranz/Österreich automatisch protokolliert. So ist im Sinne von TQM die Nachvollziehbarkeit der vorangegangenen Verarbeitungsabläufe jederzeit gewährleistet.

Wenn konventionelle Dichtungen, insbesondere bei hohen Stückzahlen, gar nicht oder nur mit großem Mehraufwand und Qualitätsverlust einsetzbar sind, dann sind vollautomatisch und frei auftragbare Flüssigdichtungen und Vergussmassen meist die wirtschaftlichere Option. Es sind dies die Polyurethan oder Silikon basierten Schaumdichtungs-, Kleber- und Vergusssysteme von Sonderhoff Chemicals aus Köln, die mit den teil- oder vollautomatischen Zwei- oder Mehr-Komponenten Misch- und Dosiermaschinen von Sonderhoff Engineering unmittelbar auf die Bauteile aufgetragen werden.

Effizientere Fertigung mit FIPFG

Mit dieser FIPFG (Formed In-Place Foam Gasket) genannten Auftragstechnik von Schaumdichtungen  bleiben die Ausschussraten niedrig und es entsteht kein Materialüberschuss. Die Kosten sind bei FIPFG-Dichtungen gering, weil durch die nahezu 100 prozentige Ausnutzung der Rohmaterialien Stanz- oder Verschnittverluste wie bei den vorgefertigten konventionellen Einlegedichtungen (EPDM, TPE, NBR) vermieden werden. Eine hohe Prozesssicherheit ermöglicht schnellere Produktionsgeschwindigkeiten und damit eine höhere Produktivität. Außerdem fallen durch die Automatisierung der Auftragstechnik geringere Personalkosten an.
Bei den Sonderhoff Niederdruck Misch- und Dosieranlagen der Baureihe DM 40x werden die eingesetzten Materialien für Schaumdichtungen, Kleber oder Vergussmassen in gleichbleibend hoher Dosier- und Dimensionsgenauigkeit sowie Konsistenz verarbeitet. Eine der Voraussetzungen für die einwandfreie Qualität der Abdichtung, Verklebung oder Versiegelung von Bauteilen ist die stets wiederholungsgenaue Mischkopfpositionierung über dem Bauteil, die eine präzise Dosierung sichert.

Sonderhoff Engineering hat darüber hinaus Maschinenzusatzfunktionen entwickelt, welche die Prozesssicherheit in der Applikation der Schaumdichtung, des Klebers und der Vergussmasse noch weiter erhöhen. Der Kunde kann für seine Misch- und Dosiermaschine eine Reihe optionaler Ausstattungen dazu bestellen, von der Dosierdüsenvermessung und elektronischen Dosiergewichtskontrolle über die mechanische und pneumatische Düsenreinigung bis hin zur Luftbeladungsmess- und Regelungseinheit.

Mittels der Dosierdüsenvermessung wird kontrolliert, ob die Auftragsdüse immer exakt positioniert und ständig sauber ist. Materialreste, die am Düsenende verblieben sind, können durch die mechanische und pneumatische Düsenreinigung entfernt werden. Denn besonders an den Kopplungsstellen einer Schaumdichtung und aufgrund der teilweise sehr engen Bauteiltoleranzen ist die Konturgenauigkeit des Dosierungsauftrags entscheidend. Die elektronische Dosiergewichtskontrolle stellt das voreingestellte Dosiergewicht sicher und damit ein stets reproduzierbares Abdichtungsergebnis. Und die Luftbeladungsmess- und Regelungseinheit, die für eine optimale Luftbeladung und damit für eine gleichmäßig feine Zellstruktur der Schaumdichtung sorgt. Alle diese Maßnahmen erhöhen die Prozesssicherheit der Sonderhoff Misch- und Dosieranlagen und ermöglichen eine optimale Dichtungs-, Klebe- und Vergussqualität.

Für jede Anwendung eine Lösung

Für unterschiedlichste Anwendungen aus der Schaltschrank-, Elektronik-, Beleuchtungs-, Automobil-, Klimatechnik-, Filter-, Photovoltaik-, Verpackungs- sowie der Haushaltsgeräteindustrie hat Sonderhoff Chemicals ein breites Spektrum an Schaumdichtungs- und Vergusssystemen zur Auswahl, die direkt auf das Bauteil aufgebracht werden und dort aushärten. Je nach Rezepturdesign und Kundenanforderungen bieten die Polyurethan oder Silikon basierten Schaumdichtungen optimalen Schutz gegen Feuchtigkeit, Staub, Chemikalien, Öle, Fette oder sonstige Medien, und sie helfen Geräusche oder Vibrationen zu dämpfen. Polyurethandichtungen sind zwischen -40° und +120° C temperaturbeständig, Silikonschaumdichtungen bis +180° C, kurzzeitig sogar bis +350° C.

Mit den Sonderhoff Niederdruck Misch- und Dosieranlagen können Bauteile mit großer Formfreiheit, einschließlich komplexer, dreidimensionaler Geometrien, abgedichtet, verklebt oder versiegelt werden. Unterschiedliche Maßtoleranzen der Bauteile können durch die in sich komprimierbaren Schaumdichtungen mit ihren guten Elastizitätswerten sehr gut ausgeglichen werden. Der Härtegrad, die Dichtungshöhe und -breite der Schaumdichtungen sind vom Anwender individuell einstellbar.
Das genaue Zusammenspiel unterschiedlicher Einstellungsparameter und Zusatzfunktionen der Misch- und Dosiermaschinen und die perfekte Abstimmung von Bauteil zur Auslegung der Dichtungsapplikation sowie die richtige Materialauswahl ermöglichen erst einen auch wirklich sicheren Abdichtungs-, Klebe- und Versiegelungsprozess von industriellen Bauteilen für unterschiedlichste Anwendungen. Am Ende muss immer die optimale Qualität stehen! Bei Gehäusedichtungen sind es die vorher im Pflichtenheft beschriebenen Anforderungen an das Dichtungssystem und seine Eigenschaften, zum perfekten Schutz des Gehäuseinhalts.

Dosierzelle besonders geeignet für Bauteile im Kleinformat

Die von Sonderhoff Engineering entwickelte und konstruierte Dosierzelle SMART - DM 402 ist besonders für Kunden aus der Elektronik-, Telekommunikations- und IT-Industrie sowie Hersteller von Medizingeräten interessant, die vor allem kleinformatige Bauteile und Systemkomponenten abdichten, kleben oder vergießen müssen. Sie lässt sich wegen ihres kompakten Designs und den geringen Außenmaßen von 1200 x 1200 x 2300 mm (Breite x Tiefe x Höhe) auf minimaler Stellfläche gut in bestehende Fertigungskonzepte integrieren.

Der 3-Achs-Linearroboter der Dosierzelle SMART kann Bauteile in einem Verfahrbereich von bis zu 500 x 500 mm (Breite x Tiefe) und bis zu einer Teilehöhe von maximal 200 mm mit dem Mischkopf abfahren. Er wird dabei mit einer Wiederholungsgenauigkeit von +/- 0,05 mm über dem Bauteil positioniert, so dass das Schaumdichtungs-, Klebe- oder Vergussmaterial über die Mischkopfdosierdüse direkt auf bzw. in das Bauteil oder konturgenau in eine Nut aufgetragen wird. Der Linearroboter erreicht dabei in den Bauteilradien eine maximale Beschleunigung von bis zu 5 m/s².

Durch die zunehmende Verkleinerung von Bauteilen und die immer höheren Anforderungen an kleinste Untereinheiten von Gesamtbauteilen, werden in den letzten Jahren verstärkt kleine und kleinste Dichtungen, die so genannten Mikrodichtungen, nachgefragt. Gerade im Bereich von Elektronikprodukten, aber auch bei Telekommunikationsgeräten und in der Medizintechnik, geht der Trend immer weiter in Richtung „Downsizing“, also in Richtung einer Fortschreitenden Miniaturisierung, die auch Gehäusedichtungen oder Mikroverguss von Kleinstbauteilen betreffen.

Mit der Entwicklung des Mischkopfes MK 650, mit der die Dosierzelle SMART - DM 402 ausgestattet werden kann, hat Sonderhoff einen großen Schritt hin zu immer kleineren Applikationen gemacht. Die Mischkopfaustragsleistung liegt zwischen 0,05 bis 2,0 g/s, mit der Mikro-Schaumdichtungen mit Breiten von 1 bis 2 mm realisiert werden können.

Chaotische Teilezuführung dank automatischer Bauteilerkennung möglich

Für viele Kunststoff verarbeitende Betriebe sind Fertigungsaufträge mit kleinen Losgrößen, aber einer hohen Variantenvielfalt der Bauteile, immer häufiger eine Herausforderung. Vollautomatische Verarbeitungsprozesse machen da oft keinen Sinn. Denn ständige Materialwechsel und das häufige Austauschen und Einrichten der Teileaufnahmen führen zu hohen Maschinenrüstzeiten, die die Stückkosten steigen lassen. Darauf müssen die Betriebe flexibel reagieren, um wettbewerbsfähig zu bleiben.

Die Dosierzelle SMART- DM 402  kann dank ihrer automatischen Bauteilerkennung Spritzgussteile auch in hoher Variantenvielfalt und ständig wechselnden Größen effizient beschäumen, verkleben oder vergießen. Bauteile unterschiedlichster Geometrien und Größen können damit ohne genaue Positionierung auf dem Transferband dem Mischkopf der Dosierzelle zugeführt werden. Die Optik erkennt automatisch die unterschiedliche Größe und Lage der Bauteile und übermittelt die jeweiligen Bilddaten an die Anlagensteuerung, die das Dosierprogramm entsprechend anpasst. Konturgenaues Dichtungsschäumen, exaktes Kleben oder Vergießen an der richtigen Stelle der Bauteile ist so immer sichergestellt. Durch diese chaotische Teilezuführung können die Verarbeitungsbetriebe Investitionskosten für die Bauteilaufnahmen an der Misch- und Dosieranlage und aufwendige Einrichtungszeiten einsparen. Kürzere Maschinenrüstzeiten und somit sinkende Stückkosten sind die Folge.

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