Für das Fügen metallische Werkstoffe mit Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) kommen als Klebstoffsysteme kalthärtende Klebstoffsysteme in Frage. Die erforderlichen Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte zum Kleben von Fahrzeugstrukturbauteilen stellen zweikomponentige Epoxidharz-, Polyurethan- oder Methylmethacrylatklebstoffe zur Verfügung. Methylmethacrylatklebstoffe bieten dabei die kürzesten Härtungszeiten, werden jedoch aufgrund Ihrer Geruchsbelastung im automobilen Fertigungsprozess bisher vermieden. Die Epoxidharzsysteme benötigen die längsten Härtungszeiten und stellen deshalb erhöhte Anforderungen an die Fixierung der Klebverbindung während der Aushärtung. Weiterhin besitzen diese Systeme einen hohen Modul, der bei Belastung der Klebschicht zu sehr hohen Spannungen an den Überlappungsenden führt, was aufgrund der in Dickenrichtung geringen Festigkeit der Laminate tendenziell eher zu einem Delaminationsversagen im FKV führt. Der geringere Modul der Polyurethansysteme führt zu einer deutlichen Homogenisierung der Spannungsverteilung in der belasteten Klebschicht. Jedoch ist die Festigkeit dieser Systeme häufig nicht ausreichend. Von den derzeit am Markt vorhandenen Klebstoffsystemen werden demnach die Anforderungen an eine geklebte CFK-Metall-Strukturverbindungen nicht optimal erfüllt. Hinzu kommt, dass der Glasübergangsbereich der kalthärtenden Klebstoffe in der Regel innerhalb des Temperatureinsatzbereiches eines Fahrzeugs liegt. Als Ziele der Entwicklung eines optimierten Klebstoffsystems für CFK-Metall-Strukturen sind daher mittlere Moduln (Homogenisierung der Spannungsverteilung), hohe ertragbare (quasi-)elastische Verformungen, sowie Glasübergangsbereiche außerhalb des Temperatureinsatzbereiches eines Fahrzeugs anzustreben. Da auch Ansätze zur Dimensionierung von Klebverbindungen bisher im Wesentlichen im Bereich von Metallklebverbindungen mit hochmoduligen, hochfesten Einkomponentenklebstoffen oder im Bereich von Scheibenverklebungen unternommen wurden, ist eine weitere Aufgabe für die Zukunft in der Entwicklung geeigneter, praxisrelevanter Berechnungsmethoden für CFK-Metall-Klebverbindungen zu sehen.
Kleben von CFK-Metall-Strukturen im Fahrzeug
2004
4 Seiten, 5 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
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