Füllstoffe in Klebstoffen und Vergussmassen können in Dosieranlagen zu mechanischem Abrieb führen. Trotz dieses potentiell abrasiven Verhaltens lassen sie sich langfristig zuverlässig und präzise dosieren. Das ist das Ergebnis experimenteller Versuche von ViscoTec und DELO Industrie Klebstoffe mit insgesamt mehr als 6 Millionen Dosierzyklen.
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 bzw. 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, gelten jedoch als abrasiv und damit schwer dosierbar – zu Unrecht, wie jetzt Langzeittests gezeigt haben.
Dabei wurden ViscoTec-Dosiergeräte 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 Langzeit-Kontakt 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.
In den anschließenden 24 Langzeit-Versuchen 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 30kg und für die RD-Dispenser in etwa 240kg 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. Tatsächlich, so das Ergebnis der Tests, war eine präzise und wiederholgenaue Dosierung über alle Versuchspaare gegeben.
„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.
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.“
