Kleben & Dosieren

Anwendung

Kleben oder Dosieren — was ist der Unterschied?

Beide Anwendungen nutzen dieselbe Zellen-Technik: ein Roboter führt einen Dosierkopf entlang einer programmierten Bahn und trägt exakt definierte Materialmengen auf. Der Unterschied liegt im Zweck:

In beiden Fällen kontrolliert der Roboter vier kritische Parameter gleichzeitig: Bahngeometrie, Auftragsgeschwindigkeit, Dosierdruck bzw. Volumenstrom, Start- und Endpunkt.

Warum automatisieren?

• Präzision: Bahngenauigkeit ± 0,5 mm — im manuellen Betrieb kaum zu erreichen und schon gar nicht dauerhaft.
• Materialersparnis: Manueller Auftrag ist konservativ überdimensioniert. Robotische Dosierung reduziert Materialverbrauch um typisch 15–30 %. Bei einer Produktionslinie sind das 8.000–20.000 € Materialkosten pro Jahr, die eingespart werden.
• Konstanz: Kein Ermüdungseffekt, keine Schichtunterschiede, keine Bediener-abhängige Streuung in Naht- oder Punktqualität.
• Ergonomie: Materialien enthalten oft Isocyanate, Lösemittel oder atemreizende Bestandteile — der Roboter hat kein Gesundheitsrisiko.
• Dokumentation: Jede Charge, jede Naht, jeder Verbrauch elektronisch protokolliert. Grundlage für Rückverfolgbarkeit in Automotive, Medical und Pharma.

Materialtypen und ihre Anforderungen

• 1K-Materialien — vorgefertigte Kartuschen oder Fässer. Einfachste Zell-Konfiguration, kein Mischer nötig. Für Silikone, Fette, Wärmeleitpaste, Cyanacrylat.
• 2K-Materialien (Kleben + Vergießen) — Kleber und Härter werden über ein Meter-Mix-Dispense-System (MMD) im richtigen Verhältnis gemischt. Statischer Mischer am Dosierkopf. Nach dem Mischen begrenzte Verarbeitungszeit — Zellen-Design muss dem gerecht werden (Nadelspülung, Purge-Zyklen).
• Hot-Melt — geschmolzene Klebstoffe (Heißkleber). Beheizte Materialversorgung, isolierter Schlauch, beheizter Dosierkopf.
• Niedrigviskose vs. hochviskose Materialien — bestimmt Pumpentyp (Zahnrad-, Kolben-, Zeit-Druck-Dosierung) und Nadelquerschnitt.

Cobot oder Industrieroboter — zwei Varianten

Die Wahl fällt an Losgröße, Werkstückgröße und Taktrate:

Typische Anwendungen — Kleben

• Karosseriekleben und Strukturverbindung im Automotive-Bereich
• Windschutzscheiben- und Glaskleben
• Elektronische Baugruppen: Displays, Kameramodule, Sensor-Assemblies
• Leichtbau: CFK/GFK-Verbunde in Luftfahrt, Sport, Mobilität
• Möbel- und Holzverklebung (Kantenanleimen, Furnierverklebung)
• Medizinprodukt-Assembly (Katheter, Einwegprodukte)

Typische Anwendungen — Dosieren

• Silikondichtungen an Gehäusen, Elektronik-Enclosures, Automotive-Sensoren
• Vergießen (Potting) von Steuergeräten, Sensoren, LED-Modulen
• Wärmeleitpaste-Auftrag auf Kühlkörper und Leistungselektronik
• Fett- und Öl-Dosierung in Getriebe- und Lagerfertigung
• Sound-Deadening in der Automobil-Karosserie
• Nahtabdichtung nach Schweißen (Automotive Underbody Coating)

Die NEXOS-Konfiguration

• Roboter — Cobot oder Industrieroboter je nach Variante (siehe oben).
• Dosiersystem — Zahnrad-, Kolben- oder Zeit-Druck-Dosierpumpe je nach Viskosität und Genauigkeitsanforderung. Für 2K: Meter-Mix-Dispense-Einheit mit statischem Mischer. Renommierte Marken: Nordson, Graco, Vieweg, Preeflow, ViscoTec, Sulzer Mixpac.
• Dosierkopf mit Ventil und wechselbarer Nadel. Bei 2K: statischer Mischer als Verbrauchsteil.
• Materialversorgung — Kartuschen, Fässer, Drucktanks; beheizt bei Hot-Melt.
• NEXOS.Cube als Zellenrahmen. In der Edelstahl-Variante für hygienesensible Anwendungen (Medical, Pharma, Lebensmittel).
• Werkstückaufnahme — modulare Lochplatte, Vakuumaufspannung oder kundenspezifische Vorrichtung.
• Nadelreinigungsstation und Purge-Station — für unterbrechungsfreien Betrieb bei 2K-Materialien.
• Absaugung bei lösemittelhaltigen Materialien.
• Optional: NEXOS.LinDrive als 7. Achse — für lange Nähte oder zwei parallele Werkstückstationen.

Ablauf einer typischen Zelle

1. Werkstück einlegen und fixieren (Bediener oder Roboterhandling)
2. Zyklus-Start, Roboter fährt Startpunkt an
3. Bei 2K: Purge-Zyklus über statischen Mischer, verwerfen der ersten Menge (Materialverhältnis prüfen)
4. Dosieren — Roboter fährt Bahn ab, Dosierventil öffnet punktgenau, Volumenstrom nach Programm
5. Bahnende: Ventil sauber schließen (Nachtropfen verhindern), Roboter fährt in Warteposition
6. Nadelreinigung bei anstehendem Materialwechsel oder Standzeit
7. Werkstück entnehmen, Aushärte-Prozess folgt (oft außerhalb der Zelle)
8. Auftrags-Bestätigung mit Zeitstempel und Material-Chargennummer

Warum sich das rechnet

Marktdaten (2026) für Dosier-/Klebe-Zellen:

• Cobot-Zelle: Investition 60.000–140.000 € (Roboter + Dosiersystem + Zelle). Amortisation typisch <12 Monate, oft schon nach 6–9 Monaten durch reine Materialersparnis.
• Industrieroboter-Zelle: Investition 150.000–400.000 €. Amortisation 1,5–3 Jahre im Serienbetrieb.
• Materialersparnis: 15–30 % weniger Verbrauch = 8.000–20.000 € pro Jahr pro Linie (je nach Materialkosten).
• Ausschussreduktion: gleichmäßiger Auftrag → weniger fehlerhafte Bauteile, weniger Nacharbeit, weniger Kundenreklamationen.
• Marktwachstum: Segment Robotic Dispensing wächst von 11,6 Mrd USD (2023) auf 19,6 Mrd USD (2033) — starker Adoptions-Trend.

Skalierbarkeit

• Stufe 1 — Einzelne Cobot-Zelle mit 1K-Dosierung und Kartuschenwechsel
• Stufe 2 — 2K-Ausbau mit MMD-System und Purge-Station
• Stufe 3 — 2 Werkstückstationen parallel oder rotierend
• Stufe 4 — Vision und adaptive Bahnverfolgung für Werkstücke mit Fertigungstoleranzen
• Stufe 5 — Vernetzung mit NEXOS.DSP für Materialverbrauch-Monitoring, Chargenrückverfolgung, Ausfallvorhersage der Dosierpumpe

Erweiterungsoptionen

• Vision-System zur Bahn-Korrektur — Kamera scannt Werkstücktoleranzen, Bahn wird dynamisch angepasst
• Bead Inspection — nachgeschaltete Kamera prüft Naht auf Unterbrechung, Höhe, Breite; NOK-Teile werden automatisch aussortiert
• Wiegeplatte für stichprobenartige Volumenprüfung des Auftrags
• Automatische Nadelreinigung und Nadelwechsel — sekundengenaue Reinigung, längere Standzeit
• Digitaler Zwilling über NEXOS.XR — Testen neuer Werkstücke virtuell, Kollisionsprüfung, Programmierung ohne Anlagenstillstand

Wichtige Auslegungsparameter

• Material: 1K oder 2K, Viskosität (mPa·s), Topfzeit bei 2K
• Auftragsart: Naht, Punkt, Flächenauftrag; Nahtquerschnitt oder Volumen pro Punkt
• Werkstückgeometrie: 2D flach oder 3D-Kontur; entscheidet über Cobot vs. Portal
• Taktrate in Werkstücken/Stunde und Anzahl paralleler Werkstückstationen
• Sauberkeitsanforderung — Cleanroom für Medical/Pharma; ATEX bei lösemittelhaltigen Klebstoffen
• Bestehende Materiallieferung — Kartusche, Fass, Zentraldosierung
• Aushärte-Prozess — bei Raumtemperatur, im Ofen, mit UV; folgt der Dosierzelle

Sicherheit & Umwelt

• Lösemittelhaltige Klebstoffe — Absaugung, ATEX-Zone-Prüfung, ggf. explosionsgeschützte Ausführung
• Isocyanate (2K-PU) — Hautkontakt vermeiden, Absaugung nach TRGS 430
• Reinigungsmittel — meist lösemittelhaltig, in geschlossenem Kreislauf oder mit Auffangwanne
• Materialentsorgung — 2K-Reste (aus Purge und Mischer) sind Sondermüll, Ausschleusung in Auffangbehälter