DE10359921A1 - Microwave curing of adhesive seams on the conveyor belt - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Fertigung eines Bauteils, aufweisend zu verbindende aufeinanderliegende Formteile mit einer dazwischen angeordneten Klebstoffnaht, wobei die Klebstoffnaht einen durch Wärme aushärtbaren Klebstoff enthält, wobei das Bauteil zur Wärmebeaufschlagung des Klebstoffs einem von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von Mikrowellen, gebildeten Feld ausgesetzt wird, wobei das Feld stehende Wellen ausbildet und wobei das Bauteil und das beaufschlagende Feld im Verhältnis zueinander bewegt werden.A method of manufacturing a component comprising superimposed moldings to be joined with an adhesive seam therebetween, the adhesive seam containing a thermosetting adhesive, wherein the component for exposing the adhesive to heat is exposed to a field formed by electromagnetic radiation, in particular microwaves, wherein the Forming field standing waves and wherein the component and the impinging field are moved in relation to each other.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung eines Teiles, insbesondere eines Bauteils, aufweisend zu verbindende aufeinanderliegende Einzel- oder Formteile mit einer dazwischen angeordneten Klebstoffnaht, wobei die Klebstoffnaht einen durch Wärme aushärtbaren Klebstoff enthält, wobei das Bauteil zur Wärmebeaufschlagung des Klebstoffs einem von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von Mikrowellen, gebildeten Feld ausgesetzt werden, das stehende Wellen ausbildet. Die Erfindung betrifft gleichfalls ein System zur Durchführung des Verfahrens.The The present invention relates to a method for manufacturing a Part, in particular a component, having superposed to be joined Single or molded parts with an adhesive seam arranged therebetween, wherein the adhesive seam contains a thermosetting adhesive, wherein the component for heat application the adhesive one of electromagnetic radiation, in particular to be exposed to microwaves, formed field, the standing Waves training. The invention also relates to a system to carry out of the procedure.

Bei der Herstellung beispielsweise von Elektronikbauteilen, wie Halbleiterchips, Montageelementen, Leiterplatten, Lautsprechern und Gehäusen, sowie bei der Produktion von Haushaltsartikeln, insbesondere von Gefäßen, Geschirrbürsten und Möbelteilen, aber auch bei der Fertigung von Anbauteilen für Kraftfahrzeuge, wie Griffen, Rückspiegeln und Scheinwerfern, müssen in rascher Folge große Stückzahlen kleiner Kunststoffteile verklebt werden. Dabei werden teilweise hohe Anforderungen an die Festigkeit und die Maßgenauigkeit des geklebten Bauteils gestellt.at the production of, for example, electronic components, such as semiconductor chips, Mounting elements, circuit boards, speakers and enclosures, as well in the production of household articles, in particular of vessels, tableware brushes and Furniture parts, but also in the production of attachments for motor vehicles, such as handles, rearview mirrors and headlamps in rapid succession large numbers small plastic parts are glued. It will partially high demands on the strength and the dimensional accuracy of the glued component posed.

In den oben genannten Anwendungen werden meist Polymerisationsklebstoffe verwendet, die bei einer Temperatur von etwa 80°C bis 120°C aushärten. Um das Aushärten zu beschleunigen muss während des Klebevorgangs in kurzer Zeit eine bestimmte Wärmemenge durch die thermisch mitunter schlecht leitenden und unter Wärmeeinfluss wenig formstabilen Fügeteile, die beispielsweise aus PP, PC, PET, ABS, PVC gefertigt sind, in die Klebenaht eingetragen werden. Dabei härten heutige Klebeverfahren Polymerklebstoffe durch direkten Wärmekontakt mit einer heißen Auflage, durch Anblasen mit Heißluft, durch Bestrahlung mit IR- oder UV-Licht, oder durch Ultraschall aus. Diese Verfahren sind für die oben genannten Anwendungen oft unbrauchbar, da sie die Fügeteile mindestens genau so stark erwärmen wie die Klebenaht. Ein weiterer Nachteil ist, dass die den Klebstoff aktivierende Strahlung, beispielsweise UV-Licht, überhaupt nicht an die Klebenaht vordringen kann. Aus diesem Grund muss oft auf die gezielte Aushärtung mit Wärme verzichtet und die Klebung bei Raumtemperatur ausgehärtet werden. Die Aushärtung bei Raumtemperatur geht jedoch verhältnismäßig langsam vonstatten, wobei Zeiträume von einer Stunde keine Seltenheit sind. Ein solch langsamer Aushärtprozess steht der Fertigung hoher Stückzahlen entgegen und macht die Produktion unwirtschaftlich.In The above applications are mostly polymerization adhesives used, which cure at a temperature of about 80 ° C to 120 ° C. To cure has to accelerate during the gluing process in a short time a certain amount of heat by the thermally sometimes poorly conductive and under heat influence less dimensionally stable joining parts, for example, made of PP, PC, PET, ABS, PVC, in the glued seam can be entered. This curing today's bonding methods Polymer adhesives by direct thermal contact with a hot pad, by blowing with hot air, by irradiation with IR or UV light, or by ultrasound. These Procedures are for the The above applications are often unusable as they are the joining parts warm at least as much like the adhesive seam. Another disadvantage is that the the glue activating radiation, for example UV light, at all can not penetrate the adhesive seam. Because of this, often needs to targeted hardening with heat waived and the bond to be cured at room temperature. The curing at room temperature, however, is relatively slow, with periods of an hour are not uncommon. Such a slow curing process is the production of high volumes and makes production uneconomical.

Es ist auch bekannt, die Prozessgeschwindigkeit durch eine Kombination der bei Raumtemperatur nur langsam aushärtenden Polymerklebstoffe mit einem schnell härtenden, aber weniger festen Klebstoff, der insbesondere durch Bestrahlung mit UV-Licht aktiviert werden kann, zu verbessern. Der UV-Klebstoff kann dazu an den Außenkanten der Klebenaht aufgetragen werden, während die weiter innen liegenden Teile der Klebefläche mit dem langsam härtenden Klebstoff verklebt werden. Eine Bestrahlung des UV-Klebers härtet diesen aus, so dass schnell eine gewisse Anfangsfestigkeit der Klebung erzielt wird. Die Festigkeit ist dabei so groß, dass der Fertigungsprozess unmittelbar danach fortgesetzt werden kann. Die endgültige Aushärtung der Klebung erfolgt dann während des Transports oder der Lagerung des Gegenstands. Nachteilig dabei ist aber, dass zwei verschiedene Klebstoffe vorgehalten und auf die Fügeteile aufgetragen werden müssen. Das erfordert im Rahmen industrieller Produktion eine zusätzliche Dosiervorrichtung oder einen Kleberoboter. Außerdem erfordert das punktgenaue Auftragen des UV-Klebstoffs ein erhöhtes Maß an Präzision.It is also known, the process speed through a combination the at room temperature only slowly curing polymer adhesives with a fast-curing, but less solid glue, in particular by irradiation with UV light can be activated to improve. The UV adhesive can do this on the outside edges the adhesive seam are applied, while the more inward Parts of the adhesive surface with the slow-curing Adhesive glued. Irradiation of the UV adhesive cures this out, so that quickly achieved a certain initial strength of the bond becomes. The strength is so great that the manufacturing process can be continued immediately thereafter. The final curing of the Bonding then takes place during transport or storage of the item. Disadvantageous but is that two different adhesives held up and on the parts to be joined must be applied. The requires an additional industrial production Dosing device or a glue robot. It also requires pinpoint accuracy Apply the UV adhesive an elevated one Measure Precision.

Eine andere bekannte Klebetechnik verwendet feuchtigkeitshärtende Klebstoffe, die unter dem Einfluss der Luftfeuchtigkeit abbinden. Diese Verfahren haben den Nachteil, dass sie vergleichsweise langsam aushärten, da die Feuchtigkeit nur langsam bis an die Klebenaht vordringen kann. Werden hingegen Klebstoffe mit hoher Reaktivität eingesetzt, die teilweise innerhalb weniger Minuten härten, dann sind die offenen Zeiten kritisch und die Gefahr nimmt zu, dass die Klebung ungenau oder wenig haltbar und somit das geklebte Bauteil zu verwerten ist.A other known bonding technique uses moisture-curing adhesives, which set under the influence of humidity. This procedure have the disadvantage that they harden comparatively slowly because The moisture can penetrate only slowly to the adhesive seam. In contrast, adhesives are used with high reactivity, some harden within a few minutes, then the open times are critical and the danger increases the bond inaccurate or little durable and thus the glued component to be used.

In neuerer Zeit wurden Klebeverfahren bekannt, bei denen die verwendeten Klebstoffe mit einem nanoskaligen Ferrit gefüllt werden und damit eine gesteigerte Fähigkeit erhalten, elektromagnetische Strahlung insbesondere im Bereich von Mikrowellen (MW) zu absorbieren. Die Aushärtung erfolgt entsprechend durch eine Bestrahlung der zusammengesetzten Bauteile, wobei diese vorteilhafterweise zusätzlich zu der MW-Bestrahlung einem statischen Magnetfeld ausgesetzt werden, das eine Vormagnetisierung der Ferrite bewirkt. Die so ausgerichteten Nanopartikel nehmen ausreichend Energie aus dem Mikrowellenfeld auf, um den Klebstoff zu erhitzen und damit auszuhärten.In More recently, bonding methods have been known in which the used Adhesives are filled with a nano-sized ferrite and thus an enhanced ability obtained, electromagnetic radiation in particular in the range of To absorb microwaves (MW). The curing takes place accordingly by irradiation of the assembled components, wherein these advantageously in addition exposed to the MW irradiation a static magnetic field, which causes a bias of the ferrites. The so aligned Nanoparticles take sufficient energy from the microwave field to heat and cure the adhesive.

Nachteilig an den bislang bekannten Verfahren, die sich einer durch Mikrowellen unterstützten Aushärtung bedienen, ist allerdings, dass die Aushärtung entlang einer Klebenaht recht unterschiedliche Grade erreicht. Das ist dadurch bedingt, dass sich innerhalb der MW-Resonatoren, in denen die Bestrahlung der aus den Fügeteilen zusammengesetzten Bauteile stattfindet, stehende Wellen ausbilden und damit die Intensität des für die Aushärtung benötigten magnetischen Feldes große lokale Schwankungen aufweist.A disadvantage of the previously known methods, which make use of a microwave-assisted curing, however, is that the curing along an adhesive seam reaches quite different degrees. This is due to the formation of standing waves within the MW resonators, in which the irradiation of the components composed of the parts to be joined takes place, and thus the intensity of the hardening required magnetic field has large local variations.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, ein Klebeverfahren, insbesondere eine durch MW-Bestrahlung unterstützte Klebung, derart zu verbessern, dass bei geringem baulichen Aufwand eine möglichst homogene Aushärtung der Klebenähte und damit eine zuverlässige Klebung der Bauteile erfolgt. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfache und kostengünstige Vorrichtung zur Unterstützung der Aushärtung der Klebenähte zu schaffen, die hohe Taktraten innerhalb eines Produktionsprozesses ermöglicht.task Now, the present invention is an adhesive method, in particular a bond supported by MW irradiation to improve such that with little structural effort as homogeneous as possible curing of glued seams and therefore a reliable one Bonding of the components takes place. Furthermore, it is an object of the invention a simple and inexpensive Device for support the curing the adhesive seams to create the high cycle rates within a production process allows.

Diese Aufgaben werden durch das Verfahren nach Anspruch 1 und die Vorrichtung nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen genannt.These Objects are achieved by the method according to claim 1 and the device solved according to claim 15. Advantageous embodiments The invention are named in the respective subclaims.

Der wesentliche Grundgedanke der Erfindung liegt in der Relativbewegung, die zwischen dem durch die stehenden Wellen gebildeten Feld und dem zu verklebenden Bauteil verursacht wird. Dadurch werden Maxima und Minima, die durch die Bestrahlung im Feld mit stehenden Wellen (Stehfeld) eine inhomogene Wärmebeaufschlagung verursachen, „herausgemittelt". Dabei ist die Bewegung so vorzusehen, dass die Klebenaht überall möglichst gleichmäßig von der Strahlung, insbesondere von den zweckmäßigerweise zu verwendenden Mikrowellen, beaufschlagt wird und es entsprechend zu einer homogenen und beschleunigten Aushärtung der Klebenaht kommt.Of the essential basic idea of the invention lies in the relative movement, between the field formed by the standing waves and caused by the component to be bonded. This will maxima and minima caused by the irradiation in the field with standing waves (Stehfeld) an inhomogeneous heat load cause, "averaged out." Here's the movement be provided so that the adhesive seam everywhere as evenly as possible the radiation, in particular of the expediently to be used Microwaves, is applied and it accordingly to a homogeneous and accelerated curing the glued seam is coming.

Der besondere Vorteil der Erfindung ist somit darin zu sehen, dass die Bewegung zwischen den Fügeteilen und dem Stehfeld für eine gleichmäßige Erwärmung und Aushärtung des Klebstoffs sorgt. Wegen der hohen Qualität der Klebenaht, stehen die geklebten Bauteile unmittelbar nach der Klebung für die weitere Bearbeitung zur Verfügung, ohne dass lange auf eine vollständige Durchhärtung der Klebenaht gewartet werden müsste. Dadurch kommt es im Rahmen der Fertigung der zu klebenden Bauteile zu einer starken Verkürzung der Taktzeiten und zu einer Reduzierung des Ausschusses.Of the particular advantage of the invention is thus to be seen in that the Movement between the parts to be joined and the standing field for a uniform warming and curing the adhesive provides. Because of the high quality of the adhesive seam, the glued stand Components immediately after gluing for further processing available without being long on a full curing the adhesive seam would have to be serviced. This results in the production of the components to be bonded to a strong shortening the cycle times and to a reduction of the committee.

Schon an dieser Stelle sei erwähnt, dass sich das Verfahren ganz besonders eignet, wenn dem Klebstoff ein Füllstoff zugegeben ist, der die Absorption von Mikrowellen begünstigt und wenn dieser Füllstoff magnetisierbare Nanopartikel, insbesondere nanoskalige Ferrite, aufweist. Solche Ferritzusätze sind hinlänglich bekannt. Dabei haben die Nanoteilchen eine Teilchengröße zwischen 2 nm und 100 nm, wobei eine Teilchengröße von etwa 5 nm zu bevorzugen ist. Im Hinblick den Einsatz eines mit solchen Nanoteilchen versehenen Klebers ist es nicht nur besonders vorteilhaft, sondern nahezu unabdingbar, dass das Bauteil während der Bestrahlung mit Mikrowellen zusätzlich einem statischen Magnetfeld ausgesetzt wird, das eine Vormagnetisierung der Nanopartikel verursacht. Dieses Feld einer Stärke bis zu 10 T wird insbesondere von Permanentmagneten erzeugt, da der Einsatz von Elektromagneten mit einem hohen Energiebedarf einherginge. Dabei sei erwähnt, dass die Teilchen eine Sättigungsmagnetisierung M zwischen 20 mT und 2,5 T, insbesondere zwischen 100 mT und 500 mT, haben.Nice it should be mentioned at this point that the process is particularly suitable when the adhesive a filler is added, which favors the absorption of microwaves and if this filler magnetizable nanoparticles, in particular nanoscale ferrites, having. Such Ferritzusätze are adequately known. The nanoparticles have a particle size between 2 nm and 100 nm, with a particle size of about 5 nm being preferred is. With regard to the use of one provided with such nanoparticles Klebers it is not only particularly advantageous, but almost indispensable that the component during the irradiation with microwaves additionally a static magnetic field is exposed, which causes a bias of the nanoparticles. This field of a strength up to 10 T is generated in particular by permanent magnets since the use of electromagnets associated with a high energy demand. It should be mentioned that the particles have a saturation magnetization M between 20 mT and 2.5 T, in particular between 100 mT and 500 mT, have.

Weitere Vorteile der Erfindung gegenüber den bekannten Klebemethoden, insbesondere gegenüber den bislang bekannten mit MW-Bestrahlung unterstützten Methoden, liegen auf der Hand. So kommt es gerade beim Einsatz von Mikrowellen, wo die Erwärmung gezielt auf die Klebenaht gerichtet ist, zu einer schnelleren Aushärtung der meist benutzten Polymerisationsklebstoffe. Dabei bleibt jedoch die thermische Belastung der Fügeteile gering. Die besonders schnelle Aushärtung bei materialschonender Erwärmung resultiert daraus, dass die MW die meist aus Kunststoff gefertigten Fügeteile ungehindert durchdringen und dann ausschließlich innerhalb der Klebenaht absorbiert werden. So braucht nicht abgewartet zu werden, bis die durch Strahlung zugeführte Energie mittels Wärmeleitung die Klebeteile durchdrungen hat, bevor sie zur Klebenaht gelangt. Im Gegensatz beispielsweise zur Verwendung einer heißen Formauflage wird die Wärmebeaufschlagung erfindungsgemäß gezielt vorgenommen. Zudem ist die intrinsische Temperaturbegrenzung durch die Nanoferrite in vollem Umfang wirksam.Further Advantages of the invention over the known bonding methods, in particular over the hitherto known with Supported MW irradiation Methods are obvious. That's what happens when you use Microwaves, where the warming is targeted to the adhesive seam, to a faster curing of most commonly used polymerization adhesives. However, the thermal remains Load on the parts to be joined low. The particularly fast curing with material-saving warming The result of this is that the MWs are mostly made of plastic joining parts penetrate unhindered and then exclusively within the adhesive seam be absorbed. So you do not have to wait until the supplied by radiation Energy by means of heat conduction has penetrated the adhesive parts before it reaches the adhesive seam. in the For example, contrast to the use of a hot mold pad the heat application is targeted according to the invention performed. In addition, the intrinsic temperature limitation is due to the nanoferrites are fully effective.

Mit der Erfindung wird eine deutliche Verkürzung der Prozesszeiten und damit der Fertigungszeiten erreicht. Zudem wird die Verwendung eines schnellhärtenden zweiten, für die Anfangsfestigkeit verantwortlichen Klebstoffs vermieden. Wegen der verhältnismäßig geringen thermischen Belastung ist die Gefahr insgesamt bedeutend kleiner, dass die oft thermoplastischen Fügeteile sich beim Kleben verformen oder dass auf den Teilen befindliche elektronische Bauteile durch Hitze zerstört werden.With The invention is a significant reduction of the process times and so that the production times are reached. In addition, the use of a fast-curing second, for avoided the initial strength responsible adhesive. Because of the relatively small thermal load, the risk is significantly smaller overall, that the often thermoplastic joining parts deform during gluing or that are on the parts electronic components are destroyed by heat.

Dabei ist es wegen der besonders einfachen technischen Umsetzung vorteilhaft, nicht das Feld in Bezug auf die Bauteile sondern die Bauteile in Bezug auf das Feld zu bewegen. So werden vorteilhafterweise die Bauteile innerhalb eines Resonators bewegt, in den Mikrowellen eingekoppelt werden und in dem sich eine Mikrowellenmode ausbildet. Die Bauteile können durch den Resonator ähnlich wie durch einen Tunnel befördert werden, was besonders vorteilhaft mittels eines Förderbands geschieht, das innerhalb des Resonators verläuft. Dabei kann über die Geschwindigkeit des Förderbandes die Verweilzeit des Bauteils im Resonator und damit der Grad der MW-Beaufschlagung eingestellt werden. Das Förderband befördert die aufgelegten Teile beim Klebevorgang kontinuierlich durch den Resonator, in dem die Klebenaht unter der Einwirkung der MW-Strahlung erwärmt wird und schnell aushärtet.It is advantageous because of the particularly simple technical implementation, not to move the field with respect to the components but the components with respect to the field. Thus, the components are advantageously moved within a resonator, are coupled into the microwaves and in which forms a microwave mode. The components can be conveyed through the resonator in a similar way as through a tunnel, which is particularly advantageously done by means of a conveyor belt running inside the resonator. It can on the speed of the conveyor belt, the residence time of the component in the resonator and thus the degree of MW exposure are set. During the bonding process, the conveyor belt continuously conveys the applied parts through the resonator, in which the adhesive seam is heated under the action of the MW radiation and cured quickly.

Da die Teile sich im Resonator ständig bewegen, ergibt sich auch über größere Klebeflächen hinweg eine äußerst gleichmäßige Erwärmung. Die Bewegung der Teile ist besonders wichtig, weil, wie schon dargelegt, die Strahlungsintensität innerhalb des Resonators wegen der sich ausbildenden Moden meist nicht überall gleich stark ist. Vielmehr bilden die Mikrowellen innerhalb des Resonators eine stehende Welle mit ausgeprägten Intensitätsmaxima und -minima aus. Würde ein zu verklebendes Bauteil während der MW-Bestrahlung an einem festen Ort im Resonator verweilen, dann besteht die Gefahr, dass es übermäßig respektive unzureichend erwärmt wird.There the parts are constantly in the resonator move over, too larger adhesive surfaces away a very even warming. The Movement of the parts is particularly important because, as already stated, the radiation intensity within the resonator because of the forming modes usually not everywhere is equally strong. Rather, the microwaves form within the Resonator a standing wave with pronounced intensity maxima and minima. Would a component to be bonded during the MW radiation at a fixed location in the resonator linger, then there is a risk that it will be excessive insufficiently heated becomes.

Es ist vorteilhaft, dass die Erfindung eine parallele Bestrahlung mehrerer Fügeteile zulässt, was die Taktzeiten weiterhin beträchtlich verkürzt. So können im MW-Resonator stets mehrere Teile gleichzeitig aushärten. Die Anzahl der Bauteile hängt dabei von deren Größe und der Länge der Bewegungsstrecke innerhalb des Resonators ab. Wegen der Möglichkeit der gleichzeitigen Bearbeitung ist im Gegensatz zu den bislang angewandten Verfahren die Bestrahlungszeit, während der die Teile aushärten, stets um ein Vielfaches größer als die Taktzeit, in der die einzelnen Bauteile weiterverarbeitet werden. Durch geeignete Bemessung der Länge des Resonators und der Geschwindigkeit der Bewegung können nahezu beliebige Kombinationen von Taktzeiten und Bestrahlungszeiten realisiert werden. Im Interesse einer hohen Produktivität ist es vorteilhaft, Taktzeiten von etwa 10 Sekunden und Bestrahlungszeiten von 1 bis 2 Minuten vorzusehen.It is advantageous in that the invention comprises a parallel irradiation of several joining parts allows, which significantly reduces the cycle times. So can in the MW resonator always cure several parts at the same time. The number of components depends on it their size and the Length of Movement distance within the resonator. Because of the possibility the simultaneous processing is in contrast to the previously used Always process the irradiation time during which the parts cure many times larger than the cycle time in which the individual components are processed further. By suitable dimensioning of the length of the resonator and the speed of movement can be almost realized any combinations of cycle times and irradiation times become. In the interest of high productivity, it is advantageous to cycle times of about 10 seconds and provide irradiation times of 1 to 2 minutes.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet für Kleinteile, die sich mit dem Förderband durch den Resonator bewegen lassen. Das Maß für eine bevorzugte Größe der Bauteile gibt die Wellenlänge der MW-Strahlung vor, die im Bereich zwischen 1 MHz und 300 GHz liegt, wobei die ISM-Frequenzen von 915 MHz, 2,45 GHz und 5,8 GHz bevorzugt sind. Bei einer Frequenz von 2,45 GHz liegt die Wellenlänge bekanntermaßen bei 12,2 cm. Wären die Teile wesentlich größer als die MW-Wellenlänge, dann könnte die Bewegung des Bauteils die Ausbildung von Wärmeminima und -maxima aufgrund von Interferenzen nur bedingt ausgleichen. Zudem ist es unzweckmäßig, solch große Bauteile, die, wie Motorhauben, Fahrzeugtüren, Tragflächen oder Leitwerke, nur entlang ihrer Kanten verklebt werden, als komplettes Bauteil mit MW zu bestrahlen. Zudem ist die Vormagnetisierung von derart großen Teilen durch statische Magnetfelder technisch verhältnismäßig schwierig.The inventive method is particularly suitable for Small parts that are connected to the conveyor belt let it move through the resonator. The measure of a preferred size of the components gives the wavelength the MW radiation in the range between 1 MHz and 300 GHz with the ISM frequencies of 915 MHz, 2.45 GHz and 5.8 GHz are preferred. At a frequency of 2.45 GHz, the wavelength is known to be included 12.2 cm. would the parts much larger than the MW wavelength, then could the movement of the component is due to the formation of heat minima and maxima only conditionally compensate for interference. Moreover, it is inappropriate, such size Components, such as hoods, vehicle doors, wings or tail units, only along their edges are glued to irradiate as a complete component with MW. In addition, the bias of such large parts by static Magnetic fields technically relatively difficult.

Insbesondere für die Verklebung flacher Teile, wie beispielsweise Chipkarten mit Mikroprozessoren, ist die Erfindung besonders vorteilhaft, da diese am Boden des Resonators entlangbewegt werden können, wo innerhalb der stehenden Welle der Anteil des störenden E-Feldes reduziert ist. Nahe am Boden des Resonators ist eine maximale Anregung durch das Magnetfeld möglich. Dabei sind Teile mit einer Höhe von weniger als etwa einem Zentimeter besonders zu bevorzugen.Especially for the Bonding of flat parts, such as chip cards with microprocessors, The invention is particularly advantageous because it is at the bottom of the resonator can be moved along where within the standing wave the proportion of the disturbing E-field is reduced. Near the bottom of the resonator is a maximum excitation by the magnetic field possible. These are parts with a height especially less than about one centimeter.

Wie die zu beschreibenden Beispiele zeigen, ist die vorgeschlagene MW-Anlage in manchen Details den bekannten MW-Trocknungsanlagen ähnlich. Während die bekannten Anlagen allerdings darauf ausgerichtet sind, Wasser zu erhitzen, bzw. die zu trocknenden Proben in ihrem gesamten Volumen möglichst gleichmäßig einer hohen elektrischen Feldstärke auszusetzen, sind die erfindungsgemäßen Vorrichtungen bezüglich folgender Gesichtspunkte optimiert: Zum einen wird die elektrische Feldstärke minimiert und die magnetische Feldkomponente in den bestrahlten Proben maximiert. Zum anderen wirkt die Erwärmung, wie bereits dargelegt, spezifisch auf die Nanoferritanteile. Ein wesentlicher Unterschied liegt auch in dem statischen Magnetfeld, das zur Vormagnetisierung der Nanoteilchen angelegt wird.As to illustrate the examples to be described is the proposed MW plant similar in some details to the known MW drying systems. While the However, known plants are geared to water heat, or the samples to be dried in their entire volume as possible evenly one high electric field strength To suspend, the devices of the invention are with respect to the following Optimized aspects: On the one hand, the electric field strength is minimized and maximizes the magnetic field component in the irradiated samples. On the other hand, the warming, as already stated, specific to the nanoferrite components. One The main difference lies in the static magnetic field for biasing the nanoparticles is applied.

Es ist von Vorteil, wenn die Vorrichtung einen kasten- oder zylinderförmigen MW-Resonator aufweist, der auf die bevorzugte MW-Betriebsfrequenz abgestimmt ist. Entlang einer der Innenseiten des Resonators kann das Förderband oder eine Förderkette angebracht sein, auf der die zu verklebenden Formteile innerhalb des Resonators bewegt werden. Es ist zudem vorteilhaft, wenn die Förderkette auf der Vorder- und Rückseite etwas über den Resonator hinausragt, damit die Teile daraufgelegt bzw. nach Verlassen des Resonators wieder heruntergenommen werden können. Unterhalb oder neben dem Förderband und eventuell auch außerhalb des Resonators sind die für die Vormagnetisierung der dem Klebstoff beigemischten Ferrite vorgesehenen Magnete angeordnet. Das Förderband ist so angebracht, dass die Klebenaht an der Ortslinie minimaler elektrischer und maximaler magnetischer MW-Feldstärke im Resonator entlanggeführt wird. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn die stehende Welle vom Polarisationstyp TE-(1,0) ist und das Förderband an der Schmalseite des Resonators entlangläuft. Um im Falle des Einsatzes von Permanentmagneten die Feldstärke zur Vormagnetisierung verändern zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen dem Förderband und den Magneten einstellbar ist. Wenn das statische Magnetfeld beispielsweise durch eine magnetisierte Aluminium Platte mit darin eingelassenen Stabmagneten realisiert ist, kann diese unterhalb des Resonators in vertikaler Richtung justierbar angeordnet sein.It is advantageous if the device has a box or cylindrical MW resonator tuned to the preferred MW operating frequency. Along one of the inner sides of the resonator, the conveyor belt or a conveyor chain may be mounted, on which the moldings to be bonded are moved within the resonator. It is also advantageous if the conveyor chain protrudes slightly beyond the resonator on the front and rear side, so that the parts can be placed on it or removed again after leaving the resonator. Below or next to the conveyor belt and possibly also outside the resonator, the magnets provided for the premagnetization of the adhesive mixed with the adhesive are arranged. The conveyor belt is mounted so that the adhesive seam is guided along the line of minimum electrical and maximum MW magnetic field strength in the resonator. This condition is satisfied when the standing wave is of the polarization type TE- (1,0) and the conveyor belt runs along the narrow side of the resonator. In order to change the field strength for biasing in the case of the use of permanent magnets, it is advantageous if the distance between the conveyor belt and the magnet is adjustable. If the static magnetic field is realized for example by a magnetized aluminum plate with embedded bar magnet, this can be below the Resona tors arranged to be adjustable in the vertical direction.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der 1 bis 3 näher beschrieben. Es zeigen:The invention will be described below with reference to FIG 1 to 3 described in more detail. Show it:

1 die Ansicht einer möglichen Ausführung der MW-Anlage, 1 the view of a possible design of the MW plant,

2 ein Schnittbild der MW-Anlage und 2 a sectional view of the MW plant and

3 eine MW-Anlage mit unterseitigem Förderband 3 an MW plant with a conveyor belt at the bottom

In der Ausführungsform nach 1 ist die Anlage so ausgelegt, dass sie eine Kunststoffabdeckung auf eine Elektronik-Platine kleben kann. Dabei werden die Elektronik-Platine, die Klebstoffschicht und die Abdeckung zunächst von einem nicht abgebildet Industrieroboter zusammengeführt und auf ein durchgehendes Förderband 3 gelegt, das in der Figur von rechts nach links läuft (Pfeil A). Der für die Kleberaupe benutzte Klebstoff ist durchsetzt von nanoskaligen Ferriten.In the embodiment according to 1 The system is designed so that it can stick a plastic cover on an electronic board. The electronic board, the adhesive layer and the cover are first brought together by an unrepresented industrial robot and onto a continuous conveyor belt 3 which runs in the figure from right to left (arrow A). The adhesive used for the adhesive bead is interspersed with nanoscale ferrites.

Bevor die Bauteile durch einen Schlitz 4 in den MW-Resonator 5 gelangen, werden sie durch ein Endlosband 1 zusammengepresst, das sich von oben auf die auf dem Förderband aufliegenden Bauteile legt. Das Endlosband 1 wird von zwei Rollen 2 geführt und besteht aus MW-durchlässigem Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen. Es kann bei Bedarf Aussparungen oder Metalleinlagen enthalten 9, die dazu dienen, die Fügeteile zusätzlich zu fixieren oder bestimmte Teile, wie Halbleiter oder Chips auf der Elektronikplatine gegen die MW-Strahlung abzuschirmen.Before the components through a slot 4 into the MW resonator 5 they pass through an endless belt 1 compressed, which lays on top of the components resting on the conveyor belt. The endless band 1 is of two roles 2 guided and consists of MW-permeable plastic, in particular polypropylene. It can contain recesses or metal inserts if required 9 which serve to additionally fix the joining parts or to shield certain parts, such as semiconductors or chips on the electronic board, against the MW radiation.

Die zwischen den beiden Bändern fixierten Fügeteile durchlaufen den MW-Resonator 5 entlang seiner Schmalseite. Die Dimensionen des Resonators 5 sind dabei so bemessen, dass sich bei einer Arbeitsfrequenz von 2,45 GHz innerhalb des Resonators 5 eine stehende Welle vom Polarisationstyp TE-(1,0) ausbildet. Die magnetische Feldkomponente der MW-Strahlung hat somit an der unteren und an der oberen Schmalseite des Resonators jeweils eine Folge von intensiven Intensitätsmaxima, wohingegen die elektrische Feldstärke an diesen Stellen stets minimal ist. Damit ist die zwischen den Fügeteilen eingeklemmte Elektronik-Platine vor elektrischen Überschlägen bestmöglich geschützt.The adhering parts fixed between the two belts pass through the MW resonator 5 along its narrow side. The dimensions of the resonator 5 are dimensioned so that at an operating frequency of 2.45 GHz within the resonator 5 forms a standing wave of polarization type TE- (1,0). The magnetic field component of the MW radiation thus has at the lower and at the upper narrow side of the resonator each a series of intense intensity maxima, whereas the electric field strength at these points is always minimal. Thus, the clamped between the parts to be joined electronic board is best protected against electrical flashovers.

Die Mikrowellen werden auf bekannte Weise mit einem Koaxialkabel zugeführt und über den Anschlussflansch 7 in den Resonator 5 eingespeist. Dabei sorgen die schmalen Ein- und Austrittsspalte 4 und 8 an den Stirnseiten des Resonators 5, in denen das Förderband 3 in und aus dem Resonator 5 gelangt, dafür, dass die MW-Strahlung nicht in die Umgebung gelangt.The microwaves are fed in a known manner with a coaxial cable and via the connection flange 7 in the resonator 5 fed. The narrow inlet and outlet gaps ensure this 4 and 8th at the end faces of the resonator 5 in which the conveyor belt 3 in and out of the resonator 5 ensures that the MW radiation does not get into the environment.

Unterhalb des Förderbandes 3 und außerhalb des Resonators 5 ist ein Permanentmagnet 6 angeordnet, der in horizontaler Richtung magnetisiert ist, so dass die Pole auf der rechten respektive auf der linken Seite des Förderbandes 3 liegen. Das Feld des Permanentmagneten erzeugt im Bereich der zu klebenden Elektronikplatine ein Magnetfeld von ca. 80 mT, das für die Vormagnetisierung der im Klebstoff enthaltenen nanoskaligen Ferrite sorgt.Below the conveyor belt 3 and outside the resonator 5 is a permanent magnet 6 arranged, which is magnetized in a horizontal direction, so that the poles on the right and on the left side of the conveyor belt 3 lie. The field of the permanent magnet generates a magnetic field of approx. 80 mT in the area of the electronic board to be bonded, which ensures the premagnetization of the nanoscale ferrites contained in the adhesive.

Der Permanentmagnet 6 ist nicht fest an der Unterseite des Resonators 5 montiert, sondern wird über Federn angepresst. Dadurch ist es möglich, mittels Stellschrauben 10 (2) den Abstand des Magneten 6 zum Resonator 5 und damit die statische magnetische Feldstärke an der Elektronik-Platine zu verändern, um die Vormagnetisierung der nanoskaligen Ferritbeimischungen genau auf die ferromagnetische Resonanz abzustimmen. Innerhalb des Resonators 5 ist die stehende Welle 14 angedeutet.The permanent magnet 6 is not fixed to the bottom of the resonator 5 mounted, but is pressed over springs. This makes it possible by means of screws 10 ( 2 ) the distance of the magnet 6 to the resonator 5 and thus to change the static magnetic field strength on the electronic board, in order to match the bias of the nanoscale Ferritbeimischungen exactly on the ferromagnetic resonance. Inside the resonator 5 is the standing wave 14 indicated.

In der Ausführungsform nach 3 wird bei der MW-Anlage darauf verzichtet, die Fügeteile durch ein oberseitiges Förderband aneinanderzudrücken. Diese werden vielmehr über eine Rampe 11 auf das unterseitige Förderband 12 geschoben. Die fertigen Teile gleiten über eine zweite Rampe 13 aus der Anlage. Diese Ausführungsform ist dann besonders geeignet, wenn die zu klebenden Teile in ungeordneter Gruppierung gefördert werden. In 3 ist die Richtung des statischen Magnetfeldes durch den schematisch eingezeichneten Stabmagneten 15 gezeigt.In the embodiment according to 3 In the case of the MW plant, it is not necessary to press the parts together by means of a conveyor belt at the top. These are rather over a ramp 11 on the bottom conveyor belt 12 pushed. The finished parts slide over a second ramp 13 from the plant. This embodiment is particularly suitable if the parts to be bonded are conveyed in disordered grouping. In 3 is the direction of the static magnetic field through the schematically drawn bar magnet 15 shown.

Claims (20)

Verfahren zur Fertigung eines Bauteils aufweisend zu verbindende aufeinanderliegende Formteile mit einer dazwischen angeordneten Klebstoffnaht, wobei die Klebstoffnaht einen durch Wärme aushärtbaren Klebstoff enthält, wobei das Bauteil zur Wärmebeaufschlagung des Klebstoffs einem von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von Mikrowellen, gebildeten Feld ausgesetzt werden, wobei das Feld stehende Wellen ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil und das beaufschlagende Feld im Verhältnis zueinander bewegt werden.A method of manufacturing a component comprising interconnecting molded parts to be joined with an adhesive seam therebetween, the adhesive seam containing a thermosetting adhesive, the component for exposing the adhesive to heat being exposed to a field formed by electromagnetic radiation, particularly microwaves, the field forming standing waves, characterized in that the component and the impinging field are moved in relation to each other. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil innerhalb eines Resonators (5) bewegt wird, in den Mikrowellen eingekoppelt werden, wobei innerhalb des Resonators (5) eine Mikrowellenmode (14) angeregt wird.A method according to claim 1, characterized in that the component within a resonator ( 5 ) are coupled into the microwaves, wherein within the resonator ( 5 ) a microwave mode ( 14 ) is stimulated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Klebstoff ein Füllstoff, zugegeben ist, der die Absorption von Mikrowellen begünstigt.Method according to claim 1 or 2, characterized that the adhesive is a filler, is added, which favors the absorption of microwaves. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff magnetisierbare Nanopartikel, insbesondere nanoskalige Ferrite, aufweist, wobei die Nanopartikel Teilchengrößen zwischen 2 nm und 100 nm, insbesondere Teilchengröße von etwa 5 nm aufweisen.Method according to claim 3, characterized that the filler magnetizable nanoparticles, in particular nanoscale ferrites, wherein the nanoparticles have particle sizes between 2 nm and 100 nm, in particular particle size of about 5 nm. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil während der Bestrahlung einem statischen Magnetfeld ausgesetzt wird, das eine Vormagnetisierung der Nanopartikel verursacht.Method according to claim 4, characterized in that that the component during the radiation is exposed to a static magnetic field, the one Caused biasing of the nanoparticles. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das statische Magnetfeld von Permanentmagneten erzeugt wird.Method according to claim 5, characterized in that the static magnetic field is generated by permanent magnets. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil während der Bestrahlung auf einer Fördervorrichtung, insbesondere einem laufenden Förderband (1), kontinuierlich durch den Resonator (5) bewegt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the component during the irradiation on a conveying device, in particular a running conveyor belt ( 1 ), continuously through the resonator ( 5 ) is moved. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Fördervorrichtung (1) mehrere Bauteile aufliegen, die gleichzeitig innerhalb des Resonators (5) bestrahlt werden.Method according to claim 7, characterized in that on the conveyor ( 1 ) rest several components simultaneously within the resonator ( 5 ) are irradiated. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Fördervorrichtung (1) und damit die Verweilzeit eines Bauteils im Resonator (5) einstellbar ist, wobei die Einstellung im Hinblick auf eine maximale Aushärtung bei minimaler Wärmebelastung des Bauteils gewählt wird.Method according to claim 7 or 8, characterized in that the speed of the conveyor device ( 1 ) and thus the residence time of a component in the resonator ( 5 ), the setting being selected for maximum cure with minimum heat load on the component. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (1) an einer Stelle innerhalb des Resonators (5) entlanggeführt wird, an der die magnetische Feldstärke maximal und die elektrische Feldstärke minimal ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the conveying device ( 1 ) at a location within the resonator ( 5 ) is guided along, at which the magnetic field strength is maximum and the electric field strength is minimal. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bauteile, wie insbesondere mit Mikroprozessoren bestückte Chipkarten und/oder Platinen mit Abdeckungen, bestrahlt werden, deren Höhe kleiner als 1cm ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that components, in particular with microprocessors stocked Chip cards and / or boards with covers, are irradiated, their height is less than 1cm. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bauteile bestrahlt werden, deren vertikale Abmessungen kleiner als 10 cm sind.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that components are irradiated whose vertical Dimensions are smaller than 10 cm. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimension des kasten- oder zylinderförmigen MW-Resonators (5) derart bemessen wird, dass sich eine stehende Welle vom Polarisationstyp TE-(1,0) ausbildet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the dimension of the box-shaped or cylindrical MW resonator ( 5 ) is dimensioned such that a standing wave of the polarization type TE- (1,0) is formed. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Bestrahlung die Formteile unter Vermittlung der Klebstoffschicht von einer Vorrichtung automatisch außerhalb des Resonators (5) zusammengefügt und innerhalb des Resonators (5) durch Druckbeaufschlagung zusammengepresst werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that prior to the irradiation, the molded parts, by means of the adhesive layer, are automatically separated from a device outside the resonator ( 5 ) and within the resonator ( 5 ) are pressed together by pressurization. Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend Mittel zur Beaufschlagung eines Bauteils mit Wärme, wobei das Bauteil zu verbindende Formteile mit einer dazwischen angeordneten Klebstoffnaht aufweist, wobei die Klebstoffnaht einen durch Wärme aushärtbaren Klebstoff enthält und wobei das Mittel zur Wärmebeaufschlagung sich elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Mikrowellen, bedient, die am Ort der Bestrahlung stehende Wellen (14) ausbildet, gekennzeichnet durch eine Fördervorrichtung (1), die das Bauteil durch das Feld elektromagnetischer Strahlung befördert.Device, in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising means for applying heat to a component, wherein the component to be joined has moldings with an adhesive seam therebetween, wherein the adhesive seam contains a thermosetting adhesive and wherein the means for applying heat electromagnetic radiation, in particular microwaves, uses the waves ( 14 ), characterized by a conveying device ( 1 ), which conveys the component through the field of electromagnetic radiation. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen Permanentmagneten (1), der am Ort der Bestrahlung ein statisches Magnetfeld erzeugt.Device according to claim 15, characterized by a permanent magnet ( 1 ), which generates a static magnetic field at the location of the irradiation. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Permanentmagneten (6) und der Fördervorrichtung (1) einstellbar ist.Apparatus according to claim 16, characterized in that the distance between the permanent magnet ( 6 ) and the conveyor device ( 1 ) is adjustable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (1) durch einen Resonator (5) führt, in den Mikrowellen einkoppelbar sind und in dem sich eine stehende Welle (14) ausbildet.Device according to one of claims 15 to 17, characterized in that the conveying device ( 1 ) by a resonator ( 5 ), in which microwaves are coupled and in which a standing wave ( 14 ) trains. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimensionen des Resonators (5) so bemessen sind, dass sich bei einer Arbeitsfrequenz von 2,45 GHz innerhalb des Resonators eine stehende Welle vom Polarisationstyp TE-(1,0) ausbildet.Device according to claim 18, characterized in that the dimensions of the resonator ( 5 ) are dimensioned so that forms at a working frequency of 2.45 GHz within the resonator, a standing wave of the polarization type TE- (1,0). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (1) auf der Vorder- und Rückseite ein Stück über den Resonator (5) hinausragt, damit die Bauteile auflegbar und abnehmbar sind.Device according to one of claims 15 to 19, characterized in that the conveying device ( 1 ) on the front and back a piece on the resonator ( 5 ) protrudes so that the components can be placed and removed.