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Klebstoffaushärtung mit LED-TechnikDie LED-Technik hält Einzug

in die Klebstoffaushärtung. Mittlerweile stehen starke LED zur Verfügung, die sich zum Polymerisieren photoinitiiert härtender Klebstoffe und UV-Lacke verwenden lassen, wozu bisher nur Entladungslampen genutzt wurden. Die Lebensdauer von LEDs liegt um den Faktor 20 höher als die von Entladungslampen. Eine LED lässt sich beliebig oft schalten und muss im Prozess nur dann leuchten, wenn die Härtung des Klebstoffs statt findet. Da das Schalten keinen Einfluss auf die Lebensdauer hat, erhöht sich die effektive Standzeit der LED. Und: Leuchtdioden lassen sich unbegrenzt regeln. So kann die Intensität durch die Vorgabe des Stromes stufenlos zwischen 0 und 100 Prozent eingestellt werden. Eine exakte Synchronisation wird gewährleistet durch Einschaltvorgänge im Millisekundenbereich. Nicht zu vergessen: LEDs sind Kaltlichtquellen, die keine Strahlung im nahen und mittleren Infrarot abgeben, die zum Erhitzen des Klebstoffs führen kann. Systemanbieter Delo Industrie Klebstoffe stellt nun Aushärtelampen auf Basis von Halbleiterlichtquellen vor, deren intensive Lichtquelle sich zum Aushärten von Acrylat- und Epoxydharzklebstoffen im Fertigungsprozess eignet. Dazu wird das Licht von bis zu 20 auf einer Platine dicht gepackten LED Dies in einen Konzentrator gekoppelt. Diese Optik besitzt am Ausgang einen Durchmesser von 17 mm und eine Abstrahlcharakteristik von 30°, wie sie für einen Flüssigkeitslichtleiter entsprechender Lichtleiterlampen typisch ist.

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Klebstoffaushärtung mit LED-Technik: Die LED-Technik hält Einzug

Die Platine der Delolux 80 ist flüssigkeitsgekühlt, der eigentliche LED-Kopf ist über einen Schlauch, der die Kühlung sowie die Versorgungs- und Überwachungsleitungen enthält, mit dem Steuermodul verbunden. Kühlung und Überwachung des LED-Kopfes fallen eine zentrale Rolle zu, da die Chips bei zu hohen Temperaturen stärker degradieren oder gar zerstört werden. Erst die Flüssigkühlung ermöglicht dauerhaft die hohen elektrischen Leistungen, die nötig sind, um die entsprechenden Lichtintensitäten zu erreichen. Auf der anderen Seite werden für den Betrieb sicherheitsrelevante Parameter direkt am LED-Kopf überwacht, um Prozessfehler sofort rückzumelden. Am Austritt der Optik werden Bestrahlungsstärken von 1,2 W/cm² auf einer Fläche von 230 mm² erreicht. Damit weist die Delolux 80 im sichtbaren Spektralbereich nur eine geringfügig niedrigere Lichtleistung als Entladungslampen mit Lichtleiter auf. Die UVA-Leistung der Lichtleiterlampen lässt sich vielfach nicht nutzen, etwa bei der Verklebung von Kunststoffen, da der Kunststoff unterhalb 400 nm nicht transparent ist. Somit werden mit der neuen LED-Lampe ähnliche Taktzeiten erreichbar sein wie mit konventionellen Lichtleiterlampen. Voraussetzung für das Aushärten von Klebstoffen ist die spektrale Übereinstimmung von Absorption des Photoinitiators und Emission der Lampe. Fast alle lichthärtenden Acrylate haben eine Absorption bis 420 nm oder 440 nm und können mit Wellenlängen um 400 nm ausgehärtet werden. Für lichtaktivierbare Epoxidharze empfehlen sich Wellenlängen um 460 nm zur Polymerisierung. Lichtaktivierbare Epoxidharze können mit Licht genauso bis zur Endfestigkeit ausgehärtet werden wie Acrylate, haben zudem aber die Eigenschaft der Voraktivierbarkeit. Dazu wird der Klebstoff für wenige Sekunden belichtet. Während einer darauf folgenden Offenzeit kann ein weiteres undurchstrahlbares Teil gefügt werden; der Klebstoff härtet ohne weitere Lichtzufuhr aus. Die Stabilität dieses Prozesses wird maßgeblich von den Eigenschaften und dem Langzeitverhalten der verwendeten Lampentechnologie bestimmt. ms

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