Klebstoff Mit Induktions- und Mikrowellenhärtung sekundenschnell Kleben

Polytec hat für das Induktionskleben 1K- und 2K-Klebstoffsysteme im Portfolio, die entsprechend den gewünschten Verarbeitungsparametern, thermischen und mechanischen Eigenschaften ausgewählt werden können.

Anbieter zum Thema

GGB Heilbronn GmbH

Ruderer Klebetechnik GmbH

Heraeus AMLOY Technologies GmbH

Polytec PT GmbH

In der industriellen Fertigung werden beim Kleben häufig sehr kurze Aushärtezeiten gefordert. Werden Reaktivklebstoffen eingesetzt, ist diese kurze Aushärtezeit nur durch die Wahl erhöhter Härtetemperatur zu realisieren.

Im Gegensatz zur klassischen Erhitzung der gesamten Fügepartner mit Hilfe von Konvektionsöfen, ermöglicht der Einsatz elektromagnetischer Induktionsheizung oder Mikrowellenenergie schnelle Prozesse und eine Aushärtung auch dickerer oder schwer zugänglicher Klebespalte.

Geeignete Klebeprozesse kundenindividuell entwickeln

Für das Induktionskleben bietet Polytec 1K- und 2K-Klebstoffsysteme an, die entsprechend den gewünschten Verarbeitungsparametern, thermischen und mechanischen Eigenschaften ausgewählt werden können. Zusammen mit Partnern entwickelt das Unternehmen dazu den geeigneten Klebeprozess. Spezialist für induktive Klebeprozesse ist die IFF GmbH in Ismaning. Sie bietet anwendungsspezifische Prozessentwicklungen einschließlich Induktorenbau und -anpassung bis zur Qualifizierung von Serienprozessen.

Klebstoffe innerhalb von Sekunden aushärten

Bei der Induktionshärtung wird die Energie durch elektromagnetische Wechselfelder im kHz-Bereich in das Material eingetragen. Im Fall leitfähiger, metallischer Werkstücke erwärmen sich dabei die Fügepartner induktiv sehr schnell und damit indirekt auch die Klebverbindung. Da im Vergleich mit einer konventionellen Beheizung die Zeit für die Wärmezufuhr aus der Umgebung entfällt, lassen sich die Klebstoffe im Bereich weniger Minuten oder sogar Sekunden aushärten.

Bei nichtleitenden Substraten, z. B. Keramik, Kunststoffen oder Verbundmaterialien, werden die Klebstoffe mit geeigneten Zusatzstoffen modifiziert. Dies bewirkt eine direkte Erwärmung der Klebschicht, die zu einer schnellen Aushärtung führt.

Mit Mikrowellenenergie gerichtet in die Klebeschicht einstrahlen

Ein ähnlicher Effekt lässt sich mit Mikrowellenenergie im Frequenzbereich von einigen GHz erzielen, bevorzugt bei nichtmetallischen oder einseitig metallischen Fügepartnern. Im Allgemeinen absorbieren Klebstoffe aufgrund ihrer polaren Struktur Mikrowellen sehr gut. So können Klebstoffe volumetrisch und unabhängig ihrer Wärmeleitfähigkeit in wenigen Sekunden erwärmt werden. Durch die Konstruktion geeigneter Mikrowellenantennen ist hier auch eine gerichtete Einstrahlung in die Klebeschicht möglich.

Bei der mikrowelleninduzierten Klebstoffhärtung arbeitet Polytec mit dem Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie in Pfinztal zusammen. Mögliche Anwendungsgebiete für Induktionshärtung sind Verklebung von Ferritmagneten mit metallischen Substraten, Verguss von Sensoren in Gehäusen, Verguss von Endlosprodukten, z.B. Lichtleiterkabeln, Verklebung von Elektronikkomponenten auf Kunststoffe und Metall. Mögliche Anwendungsgebiete für Mikrowellenhärtung sind Verbindung von Glas- oder Kunststoffkomponenten untereinander oder an metallischen Bauteile, beschleunigte Aushärtung von faserverstärkten Polymeren, Aushärtung von Beschichtungen und Verguss von Elektronikkomponenten im Flip-Chip-Verfahren.

Als besondere Vorteile des Verfahrens zeigen sich Aushärten im Bereich von Minuten bis Sekunden, Verguss oder Verklebung nichtmetallischer Komponenten (Glas, Keramik, Kunststoffe, Leiterplatten...), die selbst nicht erhitzt werden, Verbindung von metallischen Fügeteilen untereinander (Induktionshärtung), oder mit nichtmetallischen Komponenten, bevorzugt bei Kleberschichtdicken größer als ca. 0,5 mm und Volumenverguss.

Das induktive Härtungsverfahren muss je nach Anwendung in Bezug auf Klebstoffeigenschaften, Proben- und Anlagengeometrie, Frequenz und Leistung getestet und durch eine geeignete Temperaturführung optimiert werden. Ähnliches gilt für die Mikrowellenhärtung, hier stehen verschiedene Prozesstechniken von Batch- und Durchlauföfen bis hin zu Richtantennen zur Verfügung. (bm)

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