Beschreibung
P 511 – Weiterentwicklung der Clinchtechnik zum Verbinden organisch beschichteter Stahlfeinbleche
Das Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Clinchtechnik zum Fügen bandbeschichteter Halbzeuge zu optimieren und weiterzuentwickeln, um die nach dem heutigen Stand der Clinchtechnik auftretenden Lackschädigungen weitgehend einzuschränken bzw. zu vermeiden. Hinsichtlich der Reduzierung von Beschichtungsbeschädigung wurden sowohl die Oberflächen und die Geometrien der Clinchwerkzeuge als auch die Lacksysteme optimiert. Dadurch sollte eine erhebliche Verbesserung des optischen Erscheinungsbildes und der Korrosionsbeständigkeit erreicht werden.
Im Rahmen des Projektes wurden unterschiedliche Flüssig- und Pulverlackbeschichtungssysteme, die z.B. in der Haushaltsgeräteindustrie und im Stahlmöbelbau eingesetzt werden, untersucht. Diese Beschichtungssysteme wurden im Labormaßstab auf ein einheitliches Trägermaterial appliziert, um Einflüsse des Trägerwerkstoffes ausschließen zu können. Die Untersuchungen wurden mit einem Clinchsystem mit dreigeteilter Matrize von der Fa. BTM und mit einem Clinchsystem mit ungeteilter Matrize der Fa. TOX durchgeführt. Der Grad der Beschichtungsbeschädigung nach dem Clinchprozess wurde vorwiegend optisch beurteilt. Weiterhin wurde am LWF eine Aufsatzmesszelle entwickelt, mit der sehr gut vergleichende Messungen an den Clinchverbindungen hinsichtlich des Grades der Beschichtungsbeschädigungen möglich sind. Allerdings sind genaue Aussagen über das Maß der beschädigten Beschichtungsfläche in Abhängigkeit
des gemessenen Stromflusses, auf Grund der Empfindlichkeit der Messmethode hinsichtlich Zeit, Temperatur usw., derzeit nicht möglich.
Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass mit Blick auf die chemische Basis bei den untersuchten Flüssiglacksystemen die Polyesterbeschichtungen eine bessere Clincheignung zeigten als die Polyurethansysteme. Prinzipiell kann zudem gesagt werden, dass die Vorbehandlung bei allen Lacksystemen einen entscheidenden Einfluss auf die Haftung des Lackes auf dem Trägermaterial hat und hier ein großes Optimierungspotenzial liegt. So konnten durch die Optimierungen der Lacke sowie der Vorbehandlungen wesentliche Verbesserungen in der Clinchbarkeit erzielt werden. Ebenso konnten durch den Einsatz von hinsichtlich Geometrie und Oberfläche optimierten Clinchwerkzeugen die Beschichtungsbeschädigung sowohl stempelseitig als auch matrizenseitig, ohne die Verbindungsfestigkeiten zu reduzieren, verringert werden, abhängig von dem Beschichtungssystem teilweise sogar erheblich.
Die umfangreichen Untersuchungen im Rahmen des Projektes zeigten, dass die Beschichtungsbeschädigung generell stark von dem zu clinchenden Beschichtungssystem abhängt. Durch den Einsatz von Geometrie und Oberfläche optimierten Clinchwerkzeugen konnten die Beschädigungen der Lackschicht reduziert, aber nicht vollkommen verhindert werden.
Autoren:
O. Hahn, L. Schmidt, B.A. Behrens, S. Hübner, F.W. Bach, M. Schäper
Veröffentlichung:
2010
