SKZ: Livemessung der Spannungsverteilung in belasteten Klebverbindungen - Kooperationsprojekt mit Fraunhofer IIS gestartet

Mittels in-situ CT ermittelte Deformation einer Klebschicht unter Last - (Grafik: SKZ).

Klebverbindungen erfreuen sich einer wachsenden Beliebtheit. Sie sind leicht und eignen sich beispielsweise für Multimaterialverbindungen und für die Verbindung dünner Bauteile, weshalb sie insbesondere für den Leichtbau prädestiniert sind. Die Qualität einer Klebverbindungen kann jedoch nicht allein aus den Kennwerten der einzelnen Ausgansmaterialien bestimmt werden, da diese im Wesentlichen vom Zusammenspiel aller verwendeten Werkstoffe und dem sich dadurch ausbildenden Mehrschichtsystem in der Klebschicht abhängt. Als weit verbreitete Methode zur Bestimmung der Verbindungsqualität wird üblicherweise der Zugscher-Versuch eingesetzt. Dessen Ergebnisse beruhen jedoch auf stark vereinfachten Annahmen über die Spannungsverteilung in der Klebschicht, sind geometrieabhängig und vernachlässigen den Mehrschichtaufbau, der bei jeder Klebung während einer Belastung entsteht.

Das SKZ und das Fraunhofer IIS konnten bereits in einer gemeinsamen Studie zeigen, dass die Computertomographie sich prinzipiell zur Livemessung von spannungsinduzierten, dreidimensionalen Formveränderungen einer Klebschicht direkt unter Last eignet.

Aufbauend auf diesen vielversprechenden Ergebnissen starteten das SKZ und das IIS (Gruppe Nano CT) in Würzburg das Kooperationsprojekt „Entwicklung einer Messmethode zur Bestimmung der Spannungsverteilung bei belasteten flexiblen Klebverbindungen mithilfe von in-situ Röntgen - Tomographie“ zum 1. November 2018 mit einer Gesamtlaufzeit von 24 Monaten.

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die neuartige mehrdimensionale in-situ Messtechnik zur besseren Beschreibung der mehrdimensionalen Deformation von Klebeverbindungen unter Last weiterzuentwickeln. Hierfür werden zunächst Belastungseinheit und Auswertealgorithmus für Klebverbindungen optimiert und darauf aufbauend das Verformungsverhalten flexibler Klebverbindungen unter Last vermessen. Die Verformung gibt dabei Aufschluss über vorherrschende Spannungen, mit denen Rückschlüsse auf die Materialeigenschaften der Interphase(n) erarbeitet werden können. Diese sollen dann als Grundlage für Simulationen von Klebeverbindungen bei komplexen Geometrien dienen, sodass die Auslegung von Klebeverbindungen in der Produktentwicklungsphase vereinfacht wird.

Zu einer kostenlosen Teilnahme am projektbegleitenden Ausschuss sind interessierte Unternehmen herzlich eingeladen. Die Kick-off-Sitzung zum Projekt findet am 29.November 2018 am SKZ in Würzburg statt

Das IGF-Vorhaben 20185 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.

Weitere Informationen: www.skz.de, www.iis.fraunhofer.de

SKZ - Das Kunststoff-Zentrum, Würzburg

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