Stud Gluing System (SGS)

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1 Stud Gluing System (SGS) Dr.-Ing. Sascha Gramsch-Kempkes STANLEY Engineered Fastening Tucker GmbH Max-Eyth-Str. 1, D Gießen Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

2 Motivation Stud Gluing System (SGS) Zunehmender Einsatz nicht schweißbarer Werkstoffe Kunststoffe, FVK Blechstärken < 1 mm Metall-Polymer-Sandwich Lackierte Oberflächen Glas Quelle: Audi Nachträgliche Befestigungen, z.b. bei hoher Variantenvielfalt Vermeidung temperaturinduzierter Eigenschaftsänderungen, z.b. bei wärmebehandelten hochfesten Stahlblechen 2

3 Anforderungen Stud Gluing System (SGS) Befestigung auf unterschiedlichen Werkstoffen und Materialstärken Automatisierte Befestigungslösung mit Taktzeiten < 15 s Einfach in bestehende Produktionsprozesse integrierbar Keine Schädigung der Bauteile durch den Fügeprozess Korrosionsbeständigkeit 720h SST Einseitige Zugänglichkeit Strukturelle Festigkeiten 3

4 Prozesskette mit herkömmlichen Klebstoffen Einsatz flüssiger oder pastöser Klebstoffe in der Produktion des Endverarbeiters Bolzensetztechnik, Dosiertechnik, Gefahrstoffhandling, Qualitätssicherung Klebstoff Kaltumformung Metallbolzen Beschichtung Metallbolzen Lagerung Transport Teilehandling Mix Harz Mix Härter Einkauf Lagerung Entsorgung Dosiertechnik Gefahrguthandling Qualitätssicherung Verarbeiten (Kleben) Befestigung (Anbauteil) Zulieferer Verarbeiter 4

5 Prozesskette Stud Gluing System (SGS) Verlagerung der klebstoffrelevanten Prozessschritte in die Produktion der Befestigungselemente (Stanley Engineered Fastening) Bolzensetztechnik, Dosiertechnik, Gefahrstoffhandling, Qualitätssicherung Klebstoff Kaltumformung Metallbolzen Beschichtung Metallbolzen Klebstoffauftrag Lagerung Transport Mix Harz Mix Härter Einkauf Lagerung Entsorgung Dosiertechnik Gefahrguthandling Qualitätssicherung Verarbeitung (Kleben) Befestigung (Anbauteil) Tucker Verarbeiter 5

6 Stud Gluing System Klebebolzen Hauseigene Bolzenentwicklung und -produktion Aktuelle Klebebolzen Gewinde T5, Schaftlänge 20 mm, Flansch- 14 mm, Stahl mit Festigkeitsklasse 4.8 Gewinde M6, Schaftlänge 20 mm, Flansch- 17 mm, Stahl mit Festigkeitsklasse 8.8 Bolzenbeschichtung 12 µm ZnNi Andere Bolzengeometrien, Werkstoffe und Beschichtungen möglich 6

7 Stud Gluing System Klebebolzen Vorapplizierbarer struktureller 2K-Epoxy T < 30 C = fest / tackfrei, T > 70 C = niedrigviskos / benetzungsfähig Höchste Vernetzungsgeschwindigkeit bei C Handlingsfestigkeit binnen weniger Sekunden, Endfestigkeit nach Abkühlen auf Umgebungstemperatur Glaskugeln als Abstandshalter T g = 120 C 7

8 Stud Gluing System Logistik Verpackung als Schüttgut Tiefkühllagerung Tucker / Endverarbeiter MHD 3 Monate Temperaturgeführter Transport oder passiv gekühlte Einwegbehälter Überwachung der Kühlkette durch t-t-indikatoren Zuführer in klimatisierter Umgebung (+20 C) zum Erhalt der Tackfreiheit 8

9 Inductive Fastening System (IFS) Peripheriegeräte Steuerung IFC1000 Energiequelle IFE25 für Induktion mit 25 khz Schüttgutzuführer IFF21 mit FIFO-Prinzip und Bauteilprüfung IFE25 IFC1000 IFF21 9

10 Inductive Fastening System (IFS) Robotergestützte Klebanlagen IFH410 mit integrierter Bolzenzuführung für kürzeste Taktzeit IFH180 mit reduziertem Bauraum und Pick&Place-Zuführung IFH180 IFH410 10

11 Inductive Fastening System (IFS) Handgeführte Klebanlagen IFG200 mit ergonomischer Griffschale IFH160 für schwer zugängliche Bereiche IFG160 IFG200 11

12 Stud Gluing System Klebprozess Bolzenbewegung Vorwärmung IR oder Heißluft IR, HL 1/2 Maximale Leistung Ende des Klebprozesses Induktive Erwärmung Ind 1 Leistung = 0 Ind 2 Ind 3/4 Hohe Leistung T = C Prozesszeit Induktiv nicht anregbare Fügeteile Vorwärmung auf T > 100 C Ind 1: Verzögerung der induktiven Bolzenerwärmung bei Vorwärmung Ind 2: Klebstoff verflüssigt, Bolzen setzen Ind 3/4: Isotherme Klebstoffvernetzung bei C 12

13 Stud Gluing System Klebprozess Farbwechsel bei der Klebstoffvernetzung ermöglicht Prozesskontrolle Einfache Kontrolle für Fertigung und Qualitätswesen Unzureichende Temperatur Optimale Temperatur Zu hohe Temperatur 13

14 Stud Gluing System Performance N N N N DF DF DF SCF Alle Versuche mit Klebebolzen M6x20F17 14

15 Stud Gluing System Performance 720h SST Maximales Drehmoment (M T ) und Knickmoment (M K ) sind vom Bolzentyp abhängig M T = 16 Nm, Schaftversagen, Stahlbolzen M6, Festigkeitsklasse 8.8 M K = 8 Nm, Schaftversagen, Stahlbolzen T5, Festigkeitsklasse 4.8 Warmfestigkeit (T g = 120 C) erlaubt nachgeschalteten KTL-Prozess 15

16 Stud Gluing System Ausblick 2015 Integration Hochfrequenz-Induktion Kleben auf Aluminium Verbesserte Prozessregelung (t-t-regelung) Verlängerung der Lagerstabilität des PASA -Klebstoffs Entwicklung weiterer Klebstoffvarianten (z.b. zähelastische Modifikation) Entwicklung weiterer Befestigungselemente (Kundenanforderungen) 16

17 One Company. Powerful Brands

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19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen? Dr.-Ing. Sascha Gramsch-Kempkes STANLEY Engineered Fastening Tucker GmbH Max-Eyth-Str. 1, D Gießen Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)