{"id":8874,"date":"2018-09-20T15:14:22","date_gmt":"2018-09-20T13:14:22","guid":{"rendered":"https:\/\/php8.plastv.de\/?p=8874"},"modified":"2018-09-20T15:15:52","modified_gmt":"2018-09-20T13:15:52","slug":"fuegen-und-verbinden-von-composites-alternativen-der-zukunft-fuer-bewaehrte-klebetechniken","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/plas.tv\/?p=8874","title":{"rendered":"F\u00fcgen und Verbinden von Composites"},"content":{"rendered":"

Alternativen der Zukunft f\u00fcr bew\u00e4hrte Klebetechniken<\/strong><\/p>\n

Das F\u00fcgen von Composites ist eine echte Herausforderung, denn die Werkstoffe gelten als schwer zu verbinden. Da thermische Verfahren bislang ausscheiden, stehen vor allem mechanische F\u00fcgetechniken im Fokus der Forscher, darunter Falzen, Kleben, Nieten oder Schrauben. Welche Vor- und Nachteile jedes dieser Verfahren f\u00fcr welchen Faserverbundwerkstoff bietet, zeigt die COMPOSITES EUROPE vom 6. bis 8. November 2018 in Stuttgart.<\/strong><\/p>\n

Verschiedene Faktoren sind bei den einzelnen Verfahren zu beachten. So werden beim Nieten durch das Stanzen des Vorlochs die Faserschichten durch Delamination gesch\u00e4digt. Auch beim Bohren wird das Bauteil geschw\u00e4cht. Zudem ist die Kraft\u00fcbertragung zwischen den beiden zu f\u00fcgenden Komponenten lokal sehr begrenzt. Beim Kleben wiederum k\u00f6nnen die Spaltdicken Probleme bereiten. Dennoch ist es aufgrund der gleichm\u00e4\u00dfigen Kraft\u00fcbertragung, die die Werkstoffeigenschaften am besten ausnutzt, das Standardverfahren beim F\u00fcgen von Faserverbundwerkstoffen. Wie die einzelnen Prozesse aussehen, zeigen unter anderen das Institut f\u00fcr Schwei\u00dftechnik und F\u00fcgetechnik (ISF) der RWTH Aachen, Oxford Advanced Surfaces und Weiss Chemie + Technik auf der COMPOSITES EUROPE.<\/p>\n

BMW setzt bei Elektro-Modellen auf Klebetechnologien<\/h3>\n

Bei der Fertigung der CFK-Karosserie seiner Elektro-Modelle i3 und i8 verzichtet BMW auf mechanische F\u00fcgeverfahren und setzt ausschlie\u00dflich auf eine spezielle Klebetechnologie, die f\u00fcr diese Baureihen inzwischen zum Standardverfahren geworden ist. Damit werden mechanische Sch\u00e4digungen der CFK-Komponenten vermieden, was zu einer h\u00f6heren Stabilit\u00e4t der Bauteile f\u00fchrt und zudem Kosten einspart.<\/p>\n

Entscheidend f\u00fcr die Haftung des Klebers ist dabei eine entsprechendeOberfl\u00e4chenvorbereitung. Aufgrund der vielf\u00e4ltigen Eigenschaften der Composites ist dies bei jeder Anwendung individuell verschieden \u2013 sowohl hinsichtlich der Matrix als auch in Bezug auf die jeweiligen Fasern, die zum Einsatz kommen. Daneben beeinflussen auch Prozessbedingungen und -materialien die Haftungsqualit\u00e4t und Haltbarkeit der Klebeverbindung. Aufgrund dieser Komplexit\u00e4t ist die Erforschung und Bewertung von bew\u00e4hrten Verfahren und neuen Technologien f\u00fcr das F\u00fcgen von Faserverbundwerkstoffen und anderen Hybriden Gegenstand zahlreicher wissenschaftlicher Arbeiten.<\/p>\n

Thermisches Direktf\u00fcgen als Alternative f\u00fcr klassische Verfahren<\/h3>\n

So haben Experten des Karlsruher Instituts f\u00fcr Technologie (KIT) eine neuartige, robuste und kosteng\u00fcnstige Verbindungstechnik zum Kleben von Konstruktionsbauteilen entwickelt. Dieses hybride Verfahren kombiniert anorganische mit organischen Klebschichten und ist damit wesentlich kosteng\u00fcnstiger und weist gleichzeitig eine h\u00f6here Beanspruchbarkeit auf. Es eignet sich in der F\u00fcgetechnik insbesondere zur Verbindung von Konstruktionsbauteilen und kann in zahlreichen Branchen wie in der Windkraft, im Bauwesen aber auch im Automobil- und Maschinenbau eingesetzt werden.<\/p>\n

Klebeprozesse gar ganz ersetzen will das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) Dresden mit dem Verfahren \u201eHeatPressCool-Integrative\u201c (HPCI). Das so genannte thermische Direktf\u00fcgen verpresst laserstrukturiertes Metall mit thermoplastischen Bauteilen und erw\u00e4rmt sie lokal. Auf diese Weise schmilzt der thermoplastische Kunststoff, dringt in die Strukturen ein und haftet an der Oberfl\u00e4che. Eine eigens daf\u00fcr entwickelte F\u00fcgezange erzeugt binnen Sekunden robuste Verbindungen.<\/p>\n

Faserlaser erm\u00f6glichen ber\u00fchrungsloses F\u00fcgen<\/h3>\n

Zum form- und stoffschl\u00fcssigen Verbinden von faserverst\u00e4rktem Thermoplast (Organoblech) mit Metall haben die IWS-Experten dar\u00fcber hinaus das sogenannte Steg-Schlitz-Prinzip entwickelt. Das Organoblech dient hier als Stegblech, ein metallisches Blech als Schlitzblech. Zum F\u00fcgen wird ein Faserlaser eingesetzt. Er erlaubt einen sehr fein einstell- und regulierbaren W\u00e4rmeeintrag und erhitzt ber\u00fchrungslos und exakt positioniert den \u00fcberstehenden Teil des faserverst\u00e4rkten Stegblechs. Die zweidimensionale und hochfrequente Strahlauslenkung mithilfe einer Scanneroptik erm\u00f6glicht eine gleichm\u00e4\u00dfige Erw\u00e4rmung des Kunststoffs. Das richtige Erw\u00e4rmungskonzept sichert hier die Qualit\u00e4t dieses sensiblen Prozesses.<\/p>\n

Das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) in Bremen hat in einem Projekt mit Partnern des CFK-Valley Stade eine Testanlage f\u00fcr das automatisierte, klebetechnische F\u00fcgen von FVK-Platten im Flugzeugbau entwickelt. Mit deren Hilfe werden gegen\u00fcber der bisherigen Methode Kosten gespart und ihre Bedeutung erstreckt sich dar\u00fcber hinaus in alle Branchen, die leichte, formstabile und kosteng\u00fcnstige Bauteile ben\u00f6tigen.<\/p>\n

Mehr Effizienz durch Kombination von 3D-Druck und Organoblechen<\/h3>\n

Dabei ist es den Projektpartnern gelungen, die bisher manuelle Spanten-Montage mit einem F\u00fcllen der Spalte durch einen vollst\u00e4ndig automatisierten Ablauf zu ersetzen. Im Hinblick auf eine k\u00fcnftige Serienfertigung ist dar\u00fcber hinaus bereits f\u00fcr die n\u00f6tige erforderliche Antriebsintelligenz gesorgt. Mit Hilfe des dezentralen Konzepts l\u00e4sst sich selbst eine hohe Anzahl an Antrieben auf engem Raum konzentrieren und mit geringem Verkabelungsaufwand modular anpassen und effizient steuern.<\/p>\n

Im Projekt \u201eLightFlex\u201c setzen Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Produktionstechnologie (IPT) in Aachen auf eine Kombination aus 3D-Druck und Organoblechen aus unidirektionalen Halbzeugen. Um die Belastbarkeit zu optimieren, werden die dreidimensional gedruckten Bauteile mit einer Faserverbund-Komponente zusammengef\u00fcgt. Hierf\u00fcr kommen individuell zugeschnittene Organobleche zum Einsatz, die auf einer so genannten PrePro-Anlage endkonturnah gefertigt werden. Das minimiert Verschnitt und f\u00fchrt zu deutlichen Einsparungen bei den mit hohem Energieaufwand hergestellten Kohlenstofffasern.<\/p>\n

COMPOSITES EUROPE 2018 in Stuttgart<\/h3>\n

Die COMPOSITES EUROPE zeigt vom 6. – 8. November s\u00e4mtliche Fertigungsprozesse faserverst\u00e4rkter Kunststoffe, von Rohstoffen bis zu Verarbeitungsprozessen. Im parallel stattfindenden Lightweight Technologies Forum geht es zudem um Leichtbau-Innovationen in Automobilbau, Luftfahrt, Bootsbau, in der Windenergie-Wirtschaft und im Bausektor.<\/p>\n

Die Messebesucher treffen auf rund 300 Aussteller aus 30 Nationen, die in Stuttgart, der f\u00fchrenden Technologieregion der Branche im weltweit f\u00fchrenden Forschungs- und Entwicklungsland Deutschland, den Stand der Technik und das Potential von Faserverbundwerkstoffen zeigen \u2013 und das nicht nur im Ausstellungsbereich, sondern auch auf den zahlreichen Event-Areas, in Vortragsforen, Themenrundg\u00e4ngen und Workshops.<\/p>\n

Organisiert wird die COMPOSITES EUROPE vom Messeveranstalter Reed Exhibitions in Kooperation mit dem europ\u00e4ischen Branchenverband EuCIA und der Wirtschaftsvereinigung Composites Germany, einem Zusammenschluss der Organisationen AVK, CCeV, CFK-Valley und VDMA AG Hybride Leichtbau Technologien.<\/p>\n

Quelle: Composites Europe<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Das F\u00fcgen von Composites ist eine echte Herausforderung, denn die Werkstoffe gelten als schwer zu verbinden. Da thermische Verfahren bislang…<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":8875,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[24,16],"tags":[],"series":[],"class_list":["post-8874","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-plas-tv-meldungen-auf-der-startseite-unterhalb-slider","category-plast-tv-textmeldungen"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/8874","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=8874"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/8874\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":8878,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/8874\/revisions\/8878"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/8875"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=8874"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=8874"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=8874"},{"taxonomy":"series","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fseries&post=8874"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}