Die Fertigung komplexer Leichtbaustrukturen aus Faserverbundkunststoffen ist ohne das Kleben kaum noch denkbar. Die Herstellung einer festen und dauerhaften Verbindung ist dabei eine grundsätzliche Herausforderung für konventionelle Klebeprozesse. Durch das am DLR entwickelte Fused Bonding-Verfahren werden mit Hilfe reaktiver Fügeoberflächen zuverlässige Verbindungen hergestellt; das Resultat sind geklebte Bauteile wie aus einem Guss. Neben höchster Verbindungsqualität verspricht das Fused Bonding Verfahren signifikante Kosteneinsparungen in der Fertigung sowie verkürzte Entwicklungszeiten und eine einfachere Zulassung geklebter Strukturen aus Faserverbundkunststoffen.
Simpel und äußerst leistungsfähig
Das Kernstück des neuen Fügeverfahrens ist eine spezielle Aktivierungsfolie. Diese wird bei der Herstellung von Faserverbundkunststoffen als äußerste Schicht auf die Preform aufgebracht. Nach der Härtung verbleibt sie auf der Struktur und schützt die Fügefläche vor Verunreinigungen und Feuchteaufnahme. Erst unmittelbar vor der Durchführung des Fügeprozesses erfolgt die Vorbehandlung durch das Abschälen der Folie. Im Gegensatz zu anderen Verfahren wird dabei auf besonders einfache Weise eine saubere und reaktionsfähige Oberfläche freigelegt. Bei Kontakt mit flüssigem Klebstoff oder Matrixharz findet eine chemische Vernetzungsreaktion an der Grenzfläche statt, bei der sich ein kontinuierliches Polymernetzwerk zwischen dem Bauteil und dem Klebstoff ausbildet. Das Resultat ist eine feste und dauerhafte Verbindung mit Eigenschaften des polymeren Grundwerkstoffs.
Eine Lösung für viele Anwendungsfälle
Das Verfahren eignet sich unter anderem für Matrixharze und Klebstoffe auf Epoxidbasis mit niedriger bis hoher Härtungstemperatur. Mechanische Versuche zeigen, dass mittels Fused Bonding hergestellte Verbindungen eine ausgezeichnete Festigkeit aufweisen. Bei Belastung bis zum Bruch tritt keinerlei Versagen an den Grenzflächen zwischen vorbehandeltem Faserverbund und Klebstoff auf. Vom Aufkleben kleinster Sensoren bis zum Fügen von Großstrukturen ziviler Flugzeuge: Das Fused Bonding-Verfahren hat eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Dabei bietet es eine Reihe von technischen, ökonomischen und ökologischen Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik.
Ein Kommentar