Kleben verbindet
Klebtechnische Verbindung von Faserverbundstoffen
In der Luftfahrt wird zunehmend ein Übergang von Metall zu deutlich leichteren Konstruktionen aus carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) angestrebt. So werden Kosten gespart sowie Umwelt und Ressourcen geschont. Bei der Fügung von Kunststoffbauteilen sind herkömmliche Nietverbindungen jedoch ungünstig, weil die dafür notwendigen Bohrungen eine Beschädigung des Materials bedeuten würden. Eine Klebung ermöglicht hingegen eine sehr viel flexiblere und materialschonendere Verbindung.
Das vom Bremer Institut für angewandte Strahltechnik (BIAS) gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (Fraunhofer IFAM), EADS-IW und OptoPrecision ins Leben gerufene Projekt »Qualitätskleben« entwickelt die notwendigen Qualitätssicherungsverfahren für die Prozesskette der klebtechnischen Verbindung.
Verschmutzungen, die zum Beispiel durch Trennmittelreste entstehen, beeinflussen die Qualität der Klebverbindung nachhaltig. Dafür müssen geeignete Verfahren für die Oberflächenüberprüfung der zu klebenden Teile ermittelt und so weiterentwickelt werden, dass die Überwachung automatisiert abläuft. Ein zuverlässiger Nachweis wird vom Fraunhofer IFAM und der Firma OptoPrecision auf Basis eines Benetzungstests entwickelt, der auf große Flächen angewendet werden kann.
Nach Auftrag eines Wasser-Aerosols wird die Benetzungsfähigkeit der Oberfläche anhand der vorhandenen Tropfengrößenverteilung automatisch bestimmt. Das Verfahren wurde am Fraunhofer IFAM entwickelt und patentiert und soll von der Firma OptoPrecision zur Anwendungsreife gebracht werden. Eine Festigkeitsprüfung der Klebverbindung – ohne das Material dabei zu beschädigen – ist der zweite Schritt in der Qualitätssicherungskette.
Die Festigkeitsprüfung wird in einem neuen Verfahren mithilfe von Laserultraschall und Thermografie realisiert. Der Laserultraschall funktioniert dabei genauso wie klassischer Ultraschall, nur kontaktfrei, und ist dabei sehr viel flexibler einsetzbar. Durch eine Überhöhung der Druckwellen können damit schwache Klebverbindungen geöffnet und detektiert werden.
Die Entwicklung der Qualitätssicherungsverfahren, mit denen die Eigenschaften der Klebverbindungen sicher bestimmt werden können, soll die Voraussetzung für die industrielle Anwendbarkeit der Klebverbindungen bei CFK-Bauteilen schaffen.
Mehr Informationen zum Fraunhofer IFAM:
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Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Materialforschung IFAM |
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Winterbergstraße 28 |
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01277 Dresden |
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Tel. +49 (0) 3 51 / 25 37 - 3 00 |
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www.ifam-dd.fraunhofer.de |
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Ansprechpartner: |
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Dr.-Ing. Hartmut Göhler |
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Telefon 0351 2537-341 |
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Fax 0351 2554-454 |
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E-Mail: hartmut.goehler@ifam-dd.fraunhofer.de |
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