Bonded Blanks lassen sich innerhalb einer neuen Prozesskette umformen

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Leibniz Universität Inst. für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM)

Bei der Ermittlung der Zugscherfestigkeit erreichte sowohl die thermisch härtbare Festharzdispersion als auch der thermisch härtbare Thermoplast strukturelle Festigkeiten in der Größenordnung von 17 bis 25 MPa. Die Beeinflussung der Festigkeit durch eine definierte Oberflächenbeölung war sehr gering. Es zeigte sich, dass die thermisch härtbare Festharzdispersion Korrosion auf den Fügeteilen induzierte. Bei der Optimierung der Klebstoffformulierung wurde dies durch Zugabe von Korrosionsschutzpigmenten gelöst.

Festigkeit und Verformungsvermögen müssen aufeinander abgestimmt sein

Ein weiterer Schwerpunkt der Weiterentwicklung der Basisklebstoffe lag auf der Flexibilisierung der Klebstoffe nach dem ersten Abbindemechanismus. Dies ist ein wichtiger Punkt im Hinblick auf die notwendige Umformung des beschichteten Verstärkungsblechs in der geplanten Prozesskette. Durch gezielte Veränderung der Anteile flexibilisierender Grundstoffe konnte ein guter Kompromiss zwischen Festigkeit und Verformungsvermögen des Klebstoffs erzielt werden.

Mittels Praxisversuchen auf einer industriellen Beschichtungsanlage wurde der Nachweis erbracht, dass sich die entwickelte Formulierung für eine thermisch härtbare Festharzdispersion problemlos auf ein Blechband applizieren lässt und dieses nach der Trocknung des Basisklebstoffs zu einem Coil aufgewickelt werden kann (Bild 2). Nach erneutem Abwickeln des Coils kann das beschichtete Blech geschnitten und auf ein unbeschichtetes Grundblech geklebt werden.

Der Zuschnitt darf die Klebstoffschicht nicht beschädigen

Die Umsetzung der geplanten Prozesskette setzt voraus, dass die mit Klebstoff beschichteten Bleche mit einem Scherschneidwerkzeug geschnitten werden können, ohne dass die Klebstoffschicht Schaden nimmt. Der Fokus der Schneiduntersuchungen richtete sich daher auf die Ermittlung von Zusammenhängen zwischen Prozessparametern und eventuellen Schädigungen der Klebstoffschicht.

Für die experimentellen Untersuchungen wurden als relevant identifizierte Prozessparameter wie Schneidspalt, Schnittgeschwindigkeit, Niederhalterkraft und Orientierung der Klebstoffschicht festgelegt. Daneben wurden unterschiedliche Blechwerkstoffe und die beiden entwickelten Klebstoffe eingesetzt.

Hotmelt nicht für Einsatz in der Prozesskette geeignet

Die Hotmeltbeschichtung wurde beim Schneiden erheblich beschädigt. Es kam zu großflächigen Abplatzungen und Ablösungen der Klebstoffschicht vom Blechmaterial (Bild 3). Die abgeplatzten Klebstoffrückstände verunreinigten das Werkzeug und hafteten an nachfolgenden Blechplatinen.

Diese Schädigungen waren bei allen Kombinationen der übrigen Prozessparameter vorhanden, wenngleich insbesondere die Orientierung einen Einfluss auf die Intensität und das Erscheinungsbild der Schädigungszone hatte. Der untersuchte Hotmelt ist daher nicht für den Einsatz in der angestrebten Prozesskette geeignet. Der Dispersionsklebstoff dagegen zeigte bei allen Parametervariationen eine sehr gute Schneideignung (Bild 4).

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