Vorteile der Klebtechnik für Faserverbundkunststoffe nutzen

Um kostengünstige Lösungen für den fortschreitenden Leichtbautrend anbieten zu können, haben zahlreiche Hersteller pultrudierte Profile aus Faserkunststoffverbund (FKV) in ihr Produktportfolio aufgenommen. Durch Klebtechnik können mit diesen Profilen komplexe funktionelle Strukturen aufgebaut werden, die sich aufgrund ihres geringen Gewichts insbesondere für bewegte Anwendungen (z. B. Transportsysteme, Fahrzeuge) eignen. Hierdurch kann eine verbesserte Performance oder ein geringerer Energieverbrauch erreicht werden. Besonders bei diesen Anwendungen ist jedoch auch das Schwingungsverhalten der aufgebauten Strukturen von großer Bedeutung, um Komfort und Betriebssicherheit zu gewährleisten oder ein schnelleres Arbeiten (z. B. von Lagerlogistiksystemen) zu ermöglichen. Aktuell kann das Schwingungsverhalten geklebter FKV-Strukturen in der Konstruktionsphase nicht zufriedenstellend vorhergesagt werden, da hierfür beispielsweise die notwendigen Daten zum Klebstoffverhalten sowie Methoden und Werkzeuge fehlen.

Um dieser Herausforderung zu begegnen, haben das SKZ in Würzburg, das Institut für Verbundwerkstoffe (IVW) und das Institute for Mechanical and Automotive Design (iMAD) in Kaiserslautern das Kooperationsprojekt „Simulationsmethodik zur Charakterisierung des Dämpfungsverhaltens geklebter verstärkter Kunststoff-Verbindungen unter dynamischer Beanspruchung (AbsorpAdhesive)" am 1. Mai 2018 mit einer Gesamtlaufzeit von 24 Monaten gestartet.

Das Projektziel ist die Entwicklung einer Simulationsmethode zur Vorhersage des Schwingungsverhaltens geklebter FVK-Strukturen. Dabei wird das dynamische Verhalten (z. B. Eigenfrequenz, Dämpfung) von FKV-Profilen und Klebstoffen im Labormaßstab und direkt an Strukturkomponenten untersucht. Die Lastdaten für die erweiterte Schwingungssimulation werden mit einer flexiblen Mehrkörpersimulation (fMKS) ermittelt. Anschließend werden die starren Verbindungsstellen der fMKS zur Erweiterung durch Klebverbindungen und das passende Kraftelement ersetzt. Die Validierung und Optimierung der Simulation erfolgt durch berührungslose Messung des strukturmechanischen Verhaltens geklebter Strukturkomponenten und anwendungsnaher Strukturen unter Verwendung eines optischen 3D-Messsystems. Die ermittelten Daten werden in einer Datenbank festgehalten, die den Unternehmen zur Unterstützung im Entwicklungs- und Konstruktionsprozess zur Verfügung gestellt wird.

Zu einer Teilnahme am projektbegleitenden Ausschuss sind interessierte Unternehmen herzlich eingeladen, Kontakt aufzunehmen, um das Projekt fachlich lenken und aus erster Hand von den Projektergebnissen profitieren zu können.

Das IGF-Vorhaben 19981 N der Forschungsvereinigung „Fördergemeinschaft für das Süddeutsche Kunststoff-Zentrum e.V.“ wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.