Abrasive Vorbehandlung mit Vakuumsaugstrahlverfahren

Vakuumsaugstrahlen ist ein automatisiertes und sauberes Verfahren, um durch Anrauen von Oberflächen Haftung vor dem Kleben zu erzeugen. Durch die direkte Absaugung der Strahlpartikel entsteht eine rückstandsfreie Oberfläche. Das Verfahren ermöglicht gleichzeitig Vorbehandlung sowie Aktivierung von Oberflächen und kann auch als Abtragmethode von FVK-Einzellagen zum Schäften für Reparaturen verwendet werden. 

Beim Vakuumsaugstrahlen fördert eine Düse per Unterdruck abrasive Strahlpartikel auf die zu behandelnde Oberfläche und saugt die Partikel unmittelbar danach wieder ab. Für eine Oberflächenvorbereitung vor dem Kleben wird der Bereich auf dem Bauteil dadurch aufgeraut bzw. abgetragen, je nach Intensität und Anwendung. Die Oberflächenbehandlung vergrößert so die zu klebende Oberfläche, welche gleichzeitig rückstandfrei hinterlassen wird. 
 

Dichten bei duroplastischen FVK 

Je nach Fügeverfahren und nachgelagerter Bearbeitung werden Spalte und Fugen heutzutage mit gängigen Dichtstoffen gefüllt bzw. versiegelt. Bei diesen Dichtstoffen handelt es sich meist um Epoxide, Polyurethane, MS-Polymere, Polysulfide und Silikone, die für Faserverbundkunststoffe (FVK) mit duroplastischer Matrix von Bedeutung sind. Seit einigen Jahren werden jedoch Produkte und Strukturen mit thermoplastischer Matrix zunehmend in größeren Industriezweigen, wie in der Automobilindustrie und insbesondere auch in der Flugzeugproduktion, eingesetzt. 

Das robuste Prinzip des Vakuumsaugstrahlens ermöglicht eine flexible Anwendung. Neben vorbehandelnden und aktivierenden Funktionen können bei Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK) – zum Beispiel carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) – auch Einzellagen entfernt werden (Schäften), um die Bauteile zu reparieren. Spezielle Strahlmittel und an die Anwendung angepasste Prozessparameter sind entsprechend variierbar. 

Der Strahlkopf lässt sich von einer Automatisierungseinheit führen, wodurch der Prozess stabiler ist und die Oberflächen gleichmäßig behandelt werden. 

Wichtig ist eine gute Abdichtung des Strahlkopfs zur Oberfläche, um das nötige Vakuum zu erzeugen. Die kontaktbehaftete Applikation muss den Abstand der inneren Strahldüse zur Oberfläche halten.

Robotergeführter Strahlprozess mit vielen Vorteilen:

• schonende Oberflächenbearbeitung ohne Delamination
• integrierte emissionsfreie Absaugen, das Gesundheit und Umwelt schützt
• aktivierte Oberfläche
• kostengünstige und energiearme Anlage
• breite Parameterauswahl
• qualitätssichernde Online-Monitoring
• Ersatz ergonomisch anspruchsvoller manueller Tätigkeiten
   

Automatisiertes Vakuumsaugstrahlen aus dem Fraunhofer IFAM in Stade

Das Vakuumsaugstrahlen ist eine wichtige Technologie in der Oberflächenbehandlung, welche das Fraunhofer IFAM anwendet und weiterentwickelt. Das Team der Abteilung »Fügetechnologien« entwickelt Methoden, um Bauteile automatisiert vorzubehandeln und zu kleben. In Stade steht eine robotergestützte Anlage zum Vakuumsaugstrahlen zur Verfügung.
 

Aktuelle Anwendungsfelder  

• Vorbehandeln von FVK-Bauteilen und FVK-Oberflächen zum Fügen und Montieren von geklebten Baugruppen unterschiedlicher Größen bis zur Großstrukturmontage.
• Schäften an sphärisch gekrümmten CFK-Oberflächen. Besonders beim Schäften für klebtechnische Reparaturen werden Harz-Faser Lagen einzeln stufenweise abgetragen.
• Oberflächenbehandlung vor dem klebtechnischen Fügen von Aluminiumbauteilen.
• Entschichten von Nietköpfen.
• Entfernen von Lack.