Organobleche zuverlässig kleben

In einem Forschungsprojekt werden Methoden für die Klebung von Organoblechen entwickelt. Da die Polymermatrix meist auf Polypropylen oder Polyamid basiert und daher klebunfreundlich ist, kommt der Oberflächenvorbehandlung eine große Bedeutung zu.

Die Herstellung konkurrenzfähiger und hochwertiger Klebeverbindungen mit stabilen mechanischen Eigenschaften ist an dauerhafte Verbesserungen und Abstimmungen, an neue Anforderungen und technische Gegebenheiten der Fügeprozesse gebunden. Eine zielgerichtete Forschung im Bereich der Berechnung von geklebten faserverstärkten Thermoplasten ist notwendig, um die Prozesse zu optimieren und so die Fertigungskosten zu senken. Faserverbundkunststoffe mit thermoplastischer Matrix (Organobleche), beispielsweise auf Basis von Polypropylen (PP) oder Polyamid (PA), werden zunehmend im Leichtbau von Automobilen und Schienenfahrzeugen eingesetzt. Häufig werden Bauteile aus diesen Werkstoffen mit Bauteilen aus anderen Werkstoffen, in vielen Fällen Aluminium, kombiniert. Dazu ist eine Fügetechnik notwendig, mit der sich die beiden Werkstoffe verbinden lassen, Bauteiltoleranzen ausgeglichen und Unterschiede im Wärmedehnungsverhalten kompensiert werden können.

Im Juli 2017 starteten das SKZ und das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) ein Forschungsprojekt zur Entwicklung von Methoden zur Fertigung und Berechnung mehrlagiger, struktureller Knotenverbindungen von Organoblechen untereinander und mit Aluminium. Für diese komplexen Klebeverbindungen sollen hierbei hyperelastische Klebstoffe mit hoher Steifigkeit eingesetzt werden. Diese Klebstoffart ermögliche über eine flächige Lasteinleitung die Übertragung relativ hoher Lasten. Gleichzeitig werde ein gutes Toleranz- und Wärmeausdehnungsausgleichsverhalten erzielt. Um das gesetzte Ziel zu erreichen, müsse die Oberflächenvorbehandlung sicherstellen, dass die Verbindungen kohäsiv im Klebstoff versagen. Dazu sollen im Rahmen des Vorhabens diverse Oberflächenvorbehandlungsverfahren angewendet und entsprechend ihrer Wirkung qualifiziert werden. Die in einer mehrlagigen Knotenverbindung und bei beliebigen Klebnahtverläufen komplexe Beanspruchung soll über das physikalisch begründete Arruda-Boyce-Werkstoffmodell berechnet werden.

Das Forschungsprojekt hat eine Laufzeit von insgesamt 30 Monaten. Interessierte Firmen werden zur kostenlosen Mitwirkung im projektbegleitenden Ausschuss aufgefordert.