P 878 – Methodenentwicklung zur Bewertung der Auswirkungen härtungs-und fertigungsbedingter Ausdehnungs- und Schwindungsprozesse von Klebschichten

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ISBN: 978-3-96780-125-5 Artikelnummer: cf61f945521f Kategorien: ,

Beschreibung

P 878 – Methodenentwicklung zur Bewertung der Auswirkungen härtungs- und fertigungsbedingter Ausdehnungs- undS chwindungsprozesse von Klebschichten

Der Leichtbau wird einen wesentlichen Beitrag zur nachhaltigen CCVReduktion in den neuen Karosserieentwicklungen leisten. Kosten-effiziente Leichtbaulösungen für die automobile Massenproduktion bietet das Multi-Material- Design. Der Schlüssel zu diesem Entwicklungstrend ist eine besonders  wirtschaftliche, sichere und nachhaltige Fügetechnik, die Klebtechnik. In der Automobilproduktion muss die Karosserie im Ofen erhitzt werden, um die Aushärtung der Klebstoffe zu gewährleisten. Die Temperaturerhöhung führt zu unterschiedlichen Ausdehnungen der Bauteile entsprechend ihres  individuellen Wärmeausdehnungsverhaltens. Spannungen können auftreten, die so groß sind, dass es zu Schäden in der Verbindung führen könnte. Während der Abkühlung der Bauteile treten wieder relative Verschiebungen zwischen den Fügepartnern auf, die ebenfalls zum Versagen führen können.  Diese Effekte beeinflussen die Nachhaltigkeit und langfristige Haltbarkeit der verklebten Komponenten und sind kaum in der Fertigung der Automobil- Karosserie berücksichtigt.
Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurde ein Teststand aufgebaut, in dem Klebeverbindungen unter definierten Temperatur-Zeit-Profilen ausgehärtet werden können, um den KTL -Prozess zu simulieren. Parameter, wie die maximale Kraft oder Verschiebung beim Bruch sind abhängig von dem Grad der Aushärtung. Temperaturbedingte Relativverschiebungen während der Klebstoffaushärtung und auch im ausgehärteten Zustand werden durch Aufbringen einer zusätzlichen mechanischen Beanspruchung simuliert. Es gibt einen signifikanten Einfluss der Parameter während Aushärtung des Klebstoffs auf das mechanische Verhalten der Klebverbindung.
Weiter wurden Tests an der so genannten „Bi-Metall-Probe“ als bauteilähnliche Probe durchgeführt. Hieran wurden sowohl der Einfluss einer temperaturbedingten Relativverschiebung der Fügeteile im KTL-Prozess als auch der Einfluss einer Relativverschiebung aufgrund einer Temperaturbelastung im Betrieb der geklebten Struktur auf die mechanischen Eigenschaften der Klebverbindung bewertet. Insgesamt haben die Versuche an der Bi-Metall-Probe gezeigt, dass diedurch Temperaturwechsel eingebrachten Spannungen einen deutlichen Einfluss auf die Verbindungseigenschaften haben.

Veröffentlichung:
2015

Autoren:
Prof. Dr.-Ing. G. Meschut, prof. Dr.-Ing. habil. A. Lion, Prof. Dipl.-Ing. A. Matzenmiller, Dipl.-Geol. Ch. Liebl, Dipl.-Ing. P. Kühlmeyer