Bauteilsauberkeit für Klebe- und Schweißprozesse in der E-Mobilität

Moderne Fügeprozesse wie Schweißen oder Kleben können sehr belastbare und dauerhafte Verbindungen herstellen. Dies gelingt aber nur, wenn die entsprechenden Oberflächenbereiche besonders sauber sind – insbesondere frei von organischen Rückständen. Für die Detektion gibt es jetzt neue Möglichkeiten – zu sehen auf der Messe EuroBlech.

Die weltweit größte Fachmesse für die Blech bearbeitende Industrie, die EuroBlech in Hannover, deckt im Jahr 2024 mit 15 verschiedenen Technologiebereichen in neun Messehallen die gesamte Prozesskette ab.

Foto: Reed Exhibitions

Die Blech bearbeitende Industrie blickt derzeit mit Vorfreude auf ihr wichtigstes Branchentreffen: Unter dem Motto „The Power of Productivity“ erwartet die Messebesucher in Hannover nach Aussagen des Veranstalters ein Spitzen-Event mit Top-Herstellern, Live-Vorführungen und technischen Weltpremieren. Die 27. Internationale Technologiemesse für Blechbearbeitung findet vom 22. bis zum 25. Oktober 2024 auf dem Hannoveraner Messegelände statt.

Spitzentechnologie + Networking

In diesem Jahr liegt der Messeschwerpunkt auf produktivitätssteigernden Technologien. Dabei geht es nicht nur um mehr Leistung und Effizienz, sondern auch darum, individuelle Produktionsprozesse mit den komplexen Anforderungen einer intelligenten Fertigung abzustimmen. Ob für Bleche, Rohre, Profile oder Kunststoff-Metall-Hybride – Besucher finden hier innovative Prozesslösungen für die eigene Fertigung. Belegt sind die Hallen 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 26 und 27 des Messegeländes. Auf rund 90.000 Quadratmeter Netto-Ausstellungsfläche soll die EuroBlech ihren Besuchern zudem beste Networking-Möglichkeiten und direkten Zugang zu Marktführern und Spezialanbietern aus der ganzen Welt bieten. Mehr als 60 Prozent der Aussteller stammen im Jahr 2024 aus dem Ausland.

Wichtige Prüfaufgabe: Wie ist die Oberflächenbeschaffenheit?

Verunreinigungen an Bauteiloberflächen – etwa Rückstände von Schmier- oder Trennmitteln – können nachgelagerte Schritte im Produktionsprozess stören. Speziell moderne Schweiß-, Klebe- oder Dichtverfahren reagieren sehr empfindlich auf organische Verschmutzungen. Der „F-Scanner“ des Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM detektiert geringste Verunreinigungen und prüft Oberflächen großflächig, vollständig und vollautomatisch – ganz aktuell zum Beispiel bei drei Herstellern von E-Auto-Komponenten. Die Fluoreszenz-Scanner präsentiert das Institut in Kürze auf der EuroBlech der breiten Öffentlichkeit.

Organische Substanzen fluoreszieren im Laserlicht. Der F-Scanner rastert die gesamte Bauteiloberfläche in Sekundenschnelle ab und weist selbst geringste Verunreinigungen lückenlos nach. Grafik: Fraunhofer IPM

Die Laserscanner nutzen Fluoreszenzmesstechnik, um die Sauberkeit von Oberflächen zu prüfen. „Ganz aktuell haben wir für zwei sehr unterschiedliche Anwendungen spezielle F-Scanner-Systeme entwickelt und bei den Anwendern in die Fertigung gebracht“, sagt Dr. Alexander Blättermann, Leiter der Gruppe Optische Oberflächenanalytik bei Fraunhofer IPM. Das Freiburger Institut entwickelt maßgeschneiderte Messtechnik und Systeme für die Industrie. Langjährige Erfahrung mit optischen Technologien bildet die Basis für Hightech-Lösungen in der Produktionskontrolle, der Objekt- und Formerfassung, der Gas- und Prozesstechnologie sowie im Bereich Thermische Energiewandler.

Voraussetzung für perfekte Schweißstellen

Im Bereich Leistungselektronik gestattet der F-Scanner die 100-Prozent-Prüfung von Bauteilen vor dem Schweißen. Gleich mehrere Leistungselektronik-Komponenten mit insgesamt bis zu 100 Schweißstellen prüft das System in einem einzigen Durchgang auf Sauberkeit. Die Entscheidung, ob ein Bauteil in Ordnung ist, trifft der Algorithmus automatisch anhand anwendungsspezifischer Kriterien. Dies sichert die Qualität der Schweißpunkte und damit die langfristige Zuverlässigkeit der Bauteile. Die Anlage ist bereits bei einem deutschen Automobilzulieferer im Einsatz und soll im kommenden Jahr an mehreren Standorten weltweit implementiert werden.

Auch perfekte Verklebungen sind gewährleistet

Bei leistungsfähigen Elektromotoren können enorme Kräfte auftreten. Daher müssen Klebeverbindungen besonders hohen Ansprüchen genügen. Zur Qualitätssicherung der Oberfläche vor dem Kleben setzen ein deutscher Automobilhersteller und dessen Zulieferer auf die großflächige Prüfung mittels F-Scanner. Die Inspektionssysteme sind speziell für den Einsatz in Fertigungsumgebungen ausgelegt und verfügen jeweils über ein modulares, staubdichtes und spritzwassergeschütztes Gehäuse mit aktiver Kühlung. Zusammen mit der automatischen Kalibration sind maximale Stabilität und Datenqualität sowie minimale Service- und Ausfallzeiten gewährleistet. In Folgeprojekten ist die vollständige Integration mehrerer Scanköpfe in die Fertigungslinien geplant.

Mehr über die Fluoreszenz-Scanner des Fraunhofer IPM und deren Anwendungsmöglichkeiten erfahren Interessenten vom 22. bis zum 25. Oktober 2024 auf der EuroBlech in Halle H27 am Stand D142.