Hochviskose Klebstoffe neigen bei der industriellen Applikation zum Fadenzug. Ursachlich hierfür sind die Fließeigenschaften dieser Klebstoffe. Der Fadenzug führt zum Einsatz von Reinigungsgeräten, zur Verschmutzung von Bauteilen oder zur Verschleppung von Klebstoff. Folgen sind erhöhter Verbrauch des Klebstoffs, anfallender Sondermüll, Nacharbeiten, Reinigung und Umweltbelastung. Materialwissenschaftliche Methoden zur Charakterisierung der Fadenzugneigung von Klebstoffen waren bisher in ihrer Prognosekraft eingeschränkt. Maschinenbauliche Maßnahmen zur Verringerung der Fadenzugneigung wurden bisher nicht systematisch untersucht.
Ziel des Projektes war es, ein verbessertes Verständnis der Ursachen des Fadenzugs zu generieren und Auftragsdüsen zu entwickeln, die den Fadenabriss aktiv unterstützen. Basierend auf der Arbeitshypothese, dass der Fadenzug eine rheologische Materialantwort auf ein spezifisches, berechenbares Dehn-, Scher- und Temperaturfeld des applizierten Freistrahls ist und durch eine aktive Beeinflussung dieses Feldes drastisch reduziert werden kann, ging dieser methodische Ansatz weit über die bisherigen Versuche und die aktuelle Literatur zur Beschreibung des Fadenzugs hinaus. Entsprechend wurde zunächst das rheologische Materialverhalten unter Scher- und Dehnströmung von Klebstoffen mit starker und schwacher Fadenzugneigung gemessen, das transiente Strömungsfeld bei der Entstehung des Fadens simuliert und die physikalischen Ursachen für den Fadenzug abgeleitet. Zur quantitativen Beschreibung der Fadenzugneigung wurde eine Formel entwickelt, die auf üblichen oszillations- und scherrheologischen Materialdaten basiert und nun als Hilfsmittel zur Klebstoffformulierung angesehen werden kann. Parallel hierzu wurden vorwettbewerblich neue Ansätze für einen gesteuerten und kontrollierten Fadenabriss entwickelt und gefertigt, die jeweils ein anderes Prinzip zur Fadentrennung nutzen. Das zielführende Konzept einer fadenzugmindernden Applikationsdüse wurde dokumentiert und steht der Industrie zur eigenen Weiterentwicklung zur Verfügung.
Der Abschlussbericht incl. der Vorarbeiten zum Merkblatt sind auf Anfrage erhältlich.
Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e. V. des DVS
