Kleben – Dichten – Kontaktieren: Schadensanalyse

Die Abteilung Funktionale Materialien bietet umfangreiche Prüfverfahren- und methoden für Fügematerialien an – sowohl im Entwicklungsstadium als auch im Schadensfall.

Schadensanalyse für Kleb-, Dicht- und Kontaktierungsverbindungen

Die Abteilung Funktionale Materialien erweitert ihr Portfolio um den Themenbereich der Schadensanalyse für Klebe-, Dicht–, und Kontaktierungsverbindungen und bildet diese Themen von der Erarbeitung wissenschaftlicher Grundlagen bis zum Einsatz im industriellen Umfeld ab. Interdisziplinäre Teams aus dem Bereich der Oberflächen- und Materialtechnik bearbeiten Anfragen, die sich auf die Schadensanalyse zu Klebstoffen, Dichtmedien und Multimaterialkontakten beziehen.

Die Erfahrung aus mehr als 50 Jahren Forschungs- und Entwicklungsarbeit im Bereich der Oberflächentechnik, die hohe Diversifizierung der Wissenschaftler sowie die verfügbaren Labore und Versuchsanlagen ermöglichen eine zügige und hoch qualitative Bearbeitung von Dienstleistungen sowie von Forschungs- und Entwicklungsaufträgen.

Das Kleben, Dichten, Kontaktieren ist im Bereich der unlösbaren Verbindungen nahezu in sämtlichen Produktsparten vertreten. Die Komplexität dieser Themen stellt sowohl Hersteller als auch Forschungsinstitute immer wieder vor neue Hürden. So ist das Fügen unterschiedlicher Materialkombinationen hinsichtlich der Langzeitstabilität der Verbindung oftmals problematisch, als auch der Verträglichkeit mit Lösemitteln (Batterieproduktion) und des Trocknungsprozesses. Weiterhin müssen bei neuentwickelten Fügematerialien bestehende Applikationsprozesse angepasst werden, um eine Verarbeitbarkeit zu ermöglichen. Dazu gehören in einem ersten Schritt fundierte Schadensanalysen.

Leistungsspektrum im Bereich der Schadensanalyse:

• Mechanische Prüfung von Fügestellen mittels Zugprüfmaschine und Raupenschälprüfung
• Thermische Charakterisierung mittels Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC), Laser-Flash-Methode (LFA), Thermogravimetrie (TGA)
• Alterungs- und Belastungstest in Klimakammern
• Messung von Oberflächenenergie, Adhäsion
• Elemente-Analyse mittels EDX-Messung
• Forschungsdienstleistungen im Bereich der zerstörungsfreien Prüfung

Rheologische Charakterisierung

Charakterisierung von Fließ- und Verformungseigenschaften

• Die Bestimmung der rheologischen Eigenschaften von Klebstoffen liefert nicht nur genaue Kenntnisse der Fließeigenschaften, welche gerade zur Prozessauslegung von Dosiersystemen und anderen Applikationsmöglichkeiten nötig sind, sondern kann auch Aufschluss über die Benetzungsfähigkeit mit unterschiedlichen Substraten der Klebstoffsysteme geben.
• Vorteile: Kürzere Taktzeiten - Genauere Dosierung

Mess- und Analysemethoden

• Zug-Prüfmaschine
  • Bestimmung der Zugscherfestigkeit
  • Bestimmung der Dauerschwingfestigkeit
  • Bestimmung schlagartiger Belastung
• Alterungstests
  • Bestimmung von Langzeitbeanspruchung bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen

Mechanische Charakterisierung

Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften von Klebverbindungen

• Für die Bestimmung der späteren Klebstoffanwendung sind zusätzlich zur thermischen und rheologischen Charakterisierung vor allem die mechanischen Kennwerte wichtig. Haftungseigenschaften auf unterschiedlichen Substraten und Festigkeitseigenschaften im entsprechenden Anwendungsfall und Verbund werden ermittelt. Zudem lassen sich die Einflüsse von Oberflächenvorbehandlungsmethoden besser bewerten.
• Vorteile: Perfekt auf den Anwendungsfall abgestimmte Materialkombinationen und Vorbehandlungen

Mess- und Analysemethoden

• Zug-Prüfmaschine
  • Bestimmung der Zugscherfestigkeit
  • Bestimmung der Dauerschwingfestigkeit
  • Bestimmung schlagartiger Belastung
• Alterungstests
  • Bestimmung von Langzeitbeanspruchung bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen

Optische Charakterisierung

Optische Charakterisierung zur Bruchidentifikation im Betrieb

• Kommt es zum Bruch, gilt es das Bruchverhalten der Klebeverbindung zielgerichtet zu untersuchen und damit die Versagensursache im Betrieb zu bestimmen. Unter Verwendung optischer Charakterisierungsmöglichkeiten lässt sich bei der Bruchbildanalyse bestimmen, in welcher Art und Weise die Bruchbildung zwischen den Substratmaterialen erfolgt. Eine genaue Kenntnis über den Versagensfall ist für eine effektive Anpassung der Klebeverbindung in der Anwendung essenziell.
• Vorteile: Analyse und Verständnis der Versagensursache für eine zielgerichtete Anpassung der Klebeverbindung

Mess- und Analysemethoden

• UV-VIS Spektalphotometer
  • Transmission, Absorption und Reflexionsmessung
• Lasermikroskop:
  • Oberflächenrauheit, Querschnittsanalyse, Schichtdickenmessung (3D)
• Optisches Mikroskop:
  • Bruchbildanalyse, Oberflächenanalyse

Klebstoffe bieten die vielfältigsten Applikationsmöglichkeiten, vom Flächenauftrag mittels Sprühapplikation für die Bandbeschichtung bis hin zur Mikrodosierung für die Elektronikfertigung.

Für die Auswahl des richtigen Applikationsprozesses sind nicht nur genaue Kenntnisse des Klebstofftyps (1K/2K/warm-/kalthärtend) und der rheologischen Eigenschaften nötig. Auch Kenntnisse über die Oberflächeneigenschaften des Substrates, sowie über geeignete Oberflächenvorbehandlungsmethoden sind für die Gewährleistung einer optimalen Anbindung und Applikation notwendig.

Applikationsarten

• Raupenauftrag
  • Automatischer Dispenser (Reproduzierbare Dosierung von nieder- bis hochviskosen Materialien)
• Punktauftrag
  • Automatischer Dispenser (Reproduzierbare Dosierung von nieder- bis hochviskosen Materialien)
• Sprühauftrag
  • Sprühroboter
  • Sprühpistolen
  • Ultraschallsprühanlage
    
• Flächenauftrag
  • Dip-Coater

Sonstige:

• Walzenauftrag
  • Rolle-zu-Rolle-Anlage
• Gießverfahren
• Druckverfahren
  • Siebdruckanlage halbautomatisch/manuell
  • Tampondruckmaschine
  • Stempeldruckanlage
    

Applikationsgeräte

• Automatischer Dispenser (Reproduzierbare Dosierung von nieder- bis hochviskosen Materialien)
• Heißpresse
• Sprühroboter
• Sprühpistolen
• Siebdruckanlage halbautomatisch/manuell
• Rolle-zu-Rolle-Anlage
• Rakelanlage
• Dip Coater
• Tampondruckmaschine
• Ultraschallsprühanlage
• High-Tech Beschichtungsanlage (Diskontinuierlich mit Breitschlitzdüse)