Beschreibung
P 1089 – Qualifizierung von Prozessmethoden zur Schnellhärtung für elementar geklebte Strukturen
Für wirtschaftliche Fertigungsprozesse von elementar geklebten Strukturbauteilen für Serienanwendungen ist, bei Wegfall einer Fixierung durch thermische oder mechanische Verfahren, ein schneller Festigkeitsaufbau bis zur Handhabungsfestigkeit bei gleicher Anforderung an die Fertigungstoleranzen zu erreichen, um den Fertigungsprozess fortzusetzen.
Das Ziel des Forschungsvorhabens war die Qualifizierung von Prozessmethoden zur Schnellhärtung von hochbelasteten, elementar geklebten Strukturen der stahlintensiven Mischbauweise, um einen wirtschaftlichen und serientauglichen Fertigungsprozess zu realisieren. Prozessmethoden, wie das Induktionsverfahren und das Hot-Air-Verfahren in Kombination mit geeigneten Klebstoffsystemen für die entsprechende Anwendung wurden analysiert, bewertet und weiterentwickelt. Dies beinhaltete ebenfalls die Bewertung von Fertigungseinflüssen sowie die Erstellung von Prozessfenstern bezogen auf die Prozessparameter (z.B. Temperatur, Zeit) und Auslegungstoleranzen (z.B. Klebschichtdicke, Wärmeleitung, etc.) der Fügestelle. Darüber hinaus wurde ein KMU-relevanter Schnelltest entwickelt, der es ermöglicht, den Aufwand für den Aufbau eines Schnellhärteprozesses zu reduzieren.
Um einen für KMU anwendbaren Schnelltest zu entwickeln, der die einfache Klebstoffauswahl und die Parametrisierung von Schnellhärteprozessen ermöglicht, wurden zunächst anhand ausgewählter Klebstoffsysteme Untersuchungen durchgeführt. Es musste überprüft werden, inwiefern trotz steigender Probenkomplexität eine kontinuierliche Handhabungsfestigkeit erreicht werden kann, wenn die Randbedingungen Klebschichtdicke, Material-Dicken-Kombination sowie Klebfläche und damit indirekt die Wärmeleitung und der effektive Umsatzgradgradient geändert werden. Dies geschah zum einen experimentell, aber auch durch simulative Methoden.
Die fokussierten abzuleitenden Vorteile der Untersuchungen und des Schnelltestssind, neben der Beurteilung der Schnellhärtbarkeit von Klebstoffen und der einfachen Ermittlung von Schnellhärteparametern, die Ableitung von Handlungsempfehlungen und die Optimierung von Schnellhärteprozessen beim Anwender. Mithilfe der Projektergebnisse werden sowohl die Anwender aus den Bereichen der Fahrzeugindustrie als auch deren Zulieferer in die Lage versetzt, die Fertigungsprozesse von elementar geklebten Strukturen auszulegen. Hersteller von Schnellhärteanlagen sowie Klebstoffhersteller erhalten eine wissenschaftlich abgesicherte Basis, um ihre Produkte weiterzuentwickeln.
Veröffentlichung:
2019
Autoren:
Prof. Dr.-Ing. G. Meschut
