Die Anforderungen an die Temperaturfestigkeit und chemische Beständigkeit von Klebstoffen steigen in vielen Branchen, etwa in der Automobil- oder der Elektronikindustrie. Deshalb, aber auch, um Eigenschaften wie elektrische beziehungsweise thermische Leitfähigkeit oder angepasste Ausdehnungskoeffizienten zu erreichen, füllen Klebstoffhersteller ihre Produkte mit zusätzlichen Rohstoffen. Diese robusten, meist mineralischen oder metallischen Füllstoffe finden also einen häufigeren Einsatz in Klebstoffen. Sie gelten jedoch als abrasiv und damit schwer dosierbar – zu Unrecht, wie jetzt Langzeittests gezeigt haben.
Chemische Wechselwirkung ausgeschlossen
Für das Experiment wurden Viscotec-Dosiergeräte der eco-PEN- und RD-Baureihe mit je zwei Elastomer-Statoren untersucht. Als Klebstoffe kamen sechs Epoxidharze von Delo mit jeweils unterschiedlichen Füllstoffen zum Einsatz. Der Füllstoffanteil lag in allen Fällen zwischen für Klebstoffe typischen 25 und 50 Prozent.
Zunächst wurden die Statore 168 Stunden in Klebstoff eingelegt, um ihre grundsätzliche chemische Eignung für einen Langzeitkontakt zu prüfen. Im Anschluss wurden die Veränderung der Masse, die Maßhaltigkeit sowie die Härte und Elastizität der Elastomere untersucht. Dabei kam es zu keinen Auffälligkeiten oder Abweichungen außerhalb der engen Fertigungstoleranzen. Somit konnten chemische Wechselwirkungen zwischen den beiden Komponenten, die die weiteren Ergebnisse beeinflussen würden, ausgeschlossen werden.
Verschleißtests negativ
In den anschließenden 24 Langzeitversuchen wurde zyklisch dosiert: Auf zwei Sekunden Dosieren folgte eine Sekunde Pause, um ein typisches Dosierverhalten von automatisierten Fertigungsprozessen zu simulieren. Pro Versuchsreihe kam es so zu knapp 300.000 Dosierzyklen, was für die eco-PEN-Dispenser in etwa 30 kg und für die RD-Dispenser in etwa 240 kg dosierter Klebstoffmenge entsprach.
Nach je 20 Stunden wurden drei Dosierschüsse gewogen und über den Zeitverlauf verglichen. Eine Veränderung ihrer Masse würde auf einen Verschleiß am Dispenser durch eine abrasive Wirkung der Klebstoffe hindeuten. Die Tests ergaben jedoch eine präzise und wiederholgenaue Dosierung über alle Versuchspaare. „Die Versuche zeigen, dass selbst harte Füllstoffe in Kombination mit hohen Füllgraden einer dauerhaft zuverlässigen und reproduzierbaren Dosierung unserer High-Performance-Klebstoffe nicht im Weg stehen“, sagt Karl Bitzer, Gesamtleiter Produktmanagement bei Delo.
„Ein wirklich schönes Ergebnis“
Vor und nach den Dauerlaufversuchen wurden zudem die aus hartverchromtem Edelstahl bestehenden Rotoren und die Elastomer-Statore der Dosiergeräte vermessen. Das Ergebnis: Nach den jeweils knapp 300.000 Dosierzyklen waren an den Rotoren keine und an den Statoren nur minimale Verschleißerscheinungen erkennbar. Die Veränderungen an den Statoren war dabei so gering, dass die Maße noch immer innerhalb der engen Fertigungstoleranzen lagen.
„Für alle Dispenser und Statore war eine dauerhaft wiederholgenaue und präzise Dosierung möglich. Dies zeigt sich dadurch, dass trotz der abrasiven Testmedien und der vielen Dosierzyklen ein Ende der Lebenszeit unserer Dosiergeräte innerhalb der Testdauer nicht erreicht werden konnte“, ergänzt Manuel Paintmayer, Relationship Management Material Manufacturing bei Viscotec. „Das ist ein wirklich schönes Ergebnis.“
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