Kleben & mechanisches Fügen

Dipl.-Chem. Elisabeth Stammen

Das Kleben - insbesondere das Struktur- bzw. Semi-Strukturkleben - das mechanische Fügen und das Hybridfügen - haben in den letzten Jahren einen großen Nachfrage- und Entwicklungsschub erfahren. Ausgelöst wurde dieser Schub unter anderem vom erhöhten Interesse der Automobilindustrie durch deren Zwang zum Leichtbau und die damit verbundene Notwendigkeit, unterschiedliche Werkstoffe in einem sogenannten Materialmix miteinander zu fügen. Das Interesse aus der Automobil- bzw. Fahrzeugindustrie, die als Schlüsselindustrie in Deutschland betrachtet werden kann, löste eine weite Nachfrage in anderen Industriezweigen aus, was dazu führte, dass die Akzeptanz zum Einsatz struktureller Klebungen in technisch orientierten Industrieunternehmen spürbar zunahm.

Klebungen bieten eine Vielzahl von Vorteilen, wie z.B. eine gleichmäßige Spannungsverteilung und Kraftübertragung. Sie verbinden ganz unterschiedliche Werkstoffe miteinander und beein­flussen dabei die Fügeteile nicht. Neben strukturellen Anwendungen können Klebstoffe auch als Dicht- und Isolationsmaterial eingesetzt werden. Der Einsatz der Klebtechnik bringt jedoch einige Be­son­der­hei­ten mit sich: Eine grundsätzliche Herausforderung bei der Herstellung von Klebungen ist der Umgang mit einem viskosen Medium. Es werden spezielle Anlagen benötigt, die einen gewissen Kostenaufwand darstellen und Anlauf- und Wartungsprobleme mit sich bringen können. Eine weitere verarbeitungstechnische Besonderheit ist die im Vergleich zum Nieten und Schweißen relativ lange Zeit, bis eine Klebung die notwendige Anfangsfestigkeit erreicht und somit ohne zusätzliche Fixierung handhabbar wird.

Beim Hybridfügen übernehmen die mechanischen Fügeverfahren die Fixierung der Fügepartner bis zur Klebstoffaushärtung. Die mechanischen Fügeverfahren - hauptsächlich mit punktförmiger, aber auch linienförmiger Fügegeometrie - haben sich in den letzten Jahren durch eine ständige Weiterentwicklung und ein hohes Anwendungspotential ausgezeichnet. Heute können mit mechanischen Fügeverfahren sogar nicht oder nur schwer umformbare Werkstoffe, wie z.B. Metallschäume sicher verbunden werden. Sie werden als Alternative zum Wi­der­stands­punkt­schweiß­en immer häufiger eingesetzt.

Das ifs unterstützt Firmen bei fügetechnischen Fragestellungen im Bereich Kleben, mechanisches Fügen und Hybridfügen durch ein weites Spektrum an Kompetenzen und Leistungen. Das Team verfügt über eine langjährige Erfahrung, ist gut ausgebildet, die Ausstattung ist umfassend und aktuell.

aktuelle Forschungsvorhaben

ZIM - ZF4148203EB6
 
DFG DI 769/17-1
Thermo-hygro-mechanische Charakterisierung und kontinuumsmechanische Modellierung schnell härtender Polyurethan-Klebstoffe
BMBF - 03X3041N
Systemintegrativer Multi-Material-Leichtbau für die Elektromobilität (SMiLE)
BMBF/VDI - FKZ 13N14041
Entwicklung einer offenen 3D-Druck Plattform zur schnellen Herstellung hybrider, biokompatibler Bauteile (OpenBioPrint)
IGF-Nr. 18161 BG
Untersuchungen zum Tragverhalten und der Lebensdauer von Klebverbindungen im Stahlbau unter zyklischer Belastung (LebKleb)
IGF-Nr. 19206 N / DVS-Nr. 08.104
Klebeignung generativ gefertigter Systeme (GeneSys)
IGF 18948 N
Kleben der aktiven Bipolarplattenseite zur vollständigen und wirtschaftlicheren Montage graphitischer Brennstoffzellenstacks – Fuel Cell Fully Bonded
FNR 22026414
Entwicklung von epoxid-basierten Bindern auf Basis nachwachsender Rohstoffe für den Einsatz in Lithium-Ionen-Batterien

Forschungsschwerpunkte und Kompetenzbereiche

  • Klebstoff- und Binderentwicklung für Anwendungen in Brennstoffzellen und Batterien
  • Materialentwicklung für 3D Druck
  • Kleben, mechanisches Fügen und Hybridfügen in Fahrzeugen und im Leichtbau
  • Kleben und mechanisches Fügen im Glas- und Fassadenbau sowie dem Stahlbau
  • Kleben in der (Zahn-) Medizin und der chemischen und biologischen Verfahrenstechnik
  • Anwendungsnahe Prüfverfahren und zerstörungsfreie Prüfmethoden
  • Automatisierung und Fertigungsintegration
  • Vorgelierung und Schnellhärtung
  • Oberflächenvorbehandlung
  • Auftrags- und Dosiertechniken
  • Alterungsuntersuchungen
  • Einsatz von Polymerschäumen im Automobilbau, Schienenfahrzeugbau und im Bauwesen
  • Haftklebstoffe, Formulierung und Charakterisierung
  • Computergestützte Methoden, Klebstoffauswahl, Berechnung und Auslegung von Klebeverbindungen
  • Kleben von (technischen) Textilien

Leistungsspektrum

  • Klebsystemauswahl, -erprobung und Qualitätssicherung
  • Prozess- und Produktionsplanung
  • Individuelle Klebstoffformulierung
  • (Zerstörungsfreie) Werkstoff- und Bauteilprüfung
  • Auswahl und Modifizierung von Polymerschäumen
  • Firmenspezifische Schulung
  • Fortbildungsseminare
  • Kleben von Kleinserien
  • Klebstoffanalytik

Ausstattung

  • 1+2-K-Auftragsanlagen
  • Hotmelt Auftragsanlagen
  • C-Bügel-Ständermaschine mit elektromechanischem Antrieb und Stanzniet- und Clinchwerkzeugen
  • Prüfstand für statische und dynamische Bauteilprüfung, auch mehraxial
  • Crashprüfstände
  • Thermografiebasierter zerstörungsfreier Prüfstand
  • Spannfeld für Bauteilprüfungen
  • Salzsprühkammern, Klimaschränke,
    UV-Prüfkammern
  • Oberflächenvorbehandlungsverfahren, z.B. Laservorbehandlung, Atmosphärendruckplasma, Corona, Niederdruckplasma
  • Roboter zum automatisierten Kleben
  • Induktionsanlagen MF, HF
  • Gonio-, Tensio-, und Rheometer
  • DSC, DMA, FTIR, REM, EDX, AES, ESCA
  • Klebtechnische Musterarbeitsplätze
  • Siebdruckanlage, Pulverauftrag
  • IR Kamera, High speed Kamera
  • Stereogrammetrie Messsystem
  • TGA
  • Spritzgußanlage

Ansprechpartner

Dipl.-Chem. Elisabeth Stammen Elisabeth Stammen
Dipl.-Chem.

+49 241 963 2706
e.stammen@tu-braunschweig.de

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