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Abdichten wie 3D-gedruckt

Innovation Idda.Seal: entgrenztes Abdichten
Audi schafft Effizienzsprung mit „Digital Sealing“

Die Technologie Idda.Seal bringt Dichtmaterial tropfenweise auf mit hoher Frequenz. Audi stuft sie als bahnbrechend ein. Das ist ungewöhnlich für eine Innovation, die ein Zulieferer für einen OEM zur Reife bringt. Sie wird für Effizienzsprünge sorgen, nicht nur im Automobilbau. ❧

Olaf Stauß

„Es ist eine Revolution“, sagte Gido Hoppe von Audi, als er die neue Dichtungstechnologie bei der Atlas Copco IAS GmbH in Bretten am 3. Dezember 2019 vorstellte – der Fügetechnik-Tochter des schwedischen Konzerns. Hoppe ist für Karosserielackierungen bei Audi zuständig und leitete die Einführung von Idda.Seal beim OEM. Auch Olaf Leonhardt, der die IAS-Geschäfte führt und als früherer F+E-Leiter eher zu Sachlichkeit neigt, griff zu einem Superlativ. „Was wir Ihnen heute zeigen, ist die perfekte Naht“, sagte er. „Mit dem neuen Verfahren lösen wir zahlreiche Probleme, die Anwender in der Automobilindustrie bislang mit bestimmten Nahtabdichtungen in der Lackiererei hatten.“

Das von IAS zum Patent angemeldete Idda.Seal wird seit August 2019 in einer ersten Serie im Audi-Werk Györ in Ungarn eingesetzt. Die Zahlen, die beide Manager auf Basis der dort gemachten Erfahrungen vorlegen, sprechen für einen Quantensprung in der automatisierten Nahtabdichtung. Hoppe und Leonhardt berichten von einer Reduktion der manuellen Nacharbeit um bis zu 40 % und von Einsparungen am PVC-Dichtmaterial um bis zu 50 %. Die Effizienz der Fertigung dürfte spürbar steigen. Darüber hinaus erwartet Hoppe, dass sich dank des reduzierten Materialeinsatzes „das Gesamtgewicht des Autos um mehrere Kilogramm verringern lässt“. Idda.Seal bietet somit auch einen Mehrwert für den Leichtbau. Und nicht zuletzt steigt die Präzision des Nahtauftrags sprunghaft.

Ultrafeine Tropfen fliegen aufs Bauteil

Das Verfahren beruht auf einer Funktionsweise, die für die Nahtabdichtung neu ist. „Wenn Sie diese Technologie verstehen wollen, stellen Sie sich einfach einen Tintenstrahldrucker vor“, erklärte Olaf Leonhardt den Zuhörern in Bretten. Statt das PVC-Material in einem konstanten Materialfluss zu applizieren, wird es in ultrafeinen Tropfen über fünf Nadeln aufgebracht, die einzeln angesteuert werden. Es lässt sich damit wesentlich genauer positionieren. Die Tropfen sind nicht Teil eines Stroms und werden nicht geschoben oder gezogen. Es entstehen randscharfe, individuelle Nahtgeometrien mit Schichtdicken, die sich stufenlos zwischen 0,3 und 2 mm einstellen lassen. „Idda“ steht für „Intelligent Dynamic Drop Application“, also das intelligente und dynamische, automatisierte Auftragen in Tropfenform. Die von IAS gewählte Marke „Idda.Seal“ wiederum bezieht sich auf das Abdichten der Rohkarosserie in Lackierstraßen.

Die Vorteile der neuen Technologie sollen der gesamten Automobilindustrie zugute kommen. Audi hat sich zwar die Nutzung vertraglich gesichert, überlässt Partner Atlas Copco aber den Vertrieb auch an andere OEM. „Erfahrungsgemäß entwickelt sich eine Technologie schneller weiter, wenn viele Anwender sie einsetzen“, sagt Hoppe zur Begründung. Leonhardt berichtet bereits von großem Interesse in der Automobilindustrie.

Bei Audi heißt der Prozess „Digital Sealing“. Der Begriff lässt die Effizienzvorteile erahnen: Die Steuerung gibt vor, wann die Nadeln öffnen und schließen, wie groß das Volumen der Tropfen und der Abstand zwischen ihnen ist und auch, in welchem Winkel sie appliziert werden. Der vom Roboter geführte Applikator kann damit viel flexibler und dynamischer agieren als bisher. Statt mit maximal 400 mm/s bei der klassischen Dünnstrahlapplikation fährt er die Nahtgeometrie dynamisch mit bis zu 600 mm/s ab. Die Steuerdaten geben vor, wo der Roboter punktuell beschleunigt und wo abbremst, um eine durchgehend homogene Naht zu produzieren.

Abdichten aus größerer Entfernung

Die Variabilität bei Applikationsabstand und -winkel spielt eine große Rolle für die Flexibilität. Musste der Applikator bisher ganz nah am abzudichtenden Bauteil bleiben (nicht weiter als 5 mm), so kann er die PVC-Dichttropfen nun aus Distanzen von 3 bis 80 mm und weiter auftragen. Der Auftragswinkel darf bei Idda.Seal um ±25° vom rechten Winkel abweichen, bei klassischen Verfahren hingegen ist er fix. Auf einem Video bewegt sich der Applikator so, als würde ein versierter Werker die Dichtnaht im Zeitraffer aufbringen. Als erste Serienanwendung wählte Audi das Abdichten des Leuchtentopfes des Q3. Die Prozesszeit reduzierte sich dabei von 32 s auf 28 s. An drei von sechs heiklen Nahtstellen entfällt die Nacharbeit ganz, an den anderen wollen die Techniker sie noch reduzieren oder ebenfalls ganz beseitigen.

Die größeren Freiheiten beim automatisierten Abdichten vereinfachen auch die Bahnprogrammierung. Arnd Hemmerlein, Key-Account von IAS, erzählt von einem Mitarbeiter, der nur vier Stunden zum Programmieren einer komplizierten Abdichtnaht brauchte, die ihn früher eine ganze Woche beschäftigt hätte.

Audi-Ingenieure hatten die Idee zu „Digital Sealing“

Die Idee des Digital Sealing ist entstanden, weil die Audi-Ingenieure sich mit den Einschränkungen der ausgereiften, klassischen Abdichttechnologien nicht mehr abfinden wollten. Höhe und Breite der Dichtnaht ließen sich nicht frei wählen. Es gab unschöne Stellen in der Naht, beispielsweise Materialverdickungen in den Bahnkurven, die manuell nachbearbeitet werden mussten. Spitze Winkel wurden oft nicht erreicht, Nahtüberlappungen unsauber. Diese Probleme lassen sich ab jetzt automatisiert lösen. Richtungsänderungen bewältigt Idda.Seal mit homogenem Nahtauftrag.

Audi begann vor über vier Jahren mit Grundlagenarbeiten und holte IAS vor zwei Jahren mit ins Boot. „Wir brauchten einen Lieferanten, der die Technologie anpackt. Und mit Atlas Copco haben wir einen Volltreffer gelandet“, sagte Gido Hoppe in Bretten. Er ist überzeugt davon, dass Digital Sealing die Automobilproduktion erobern wird. Auch Olaf Leonhardt sieht sich erst am „Startpunkt einer Reise“. Der IAS-Geschäftsführer lässt durchblicken, dass Idda nicht nur für das Abdichten interessant sein wird.

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