Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Geschicktes Kleben soll Autos leichter machen

13.09.2011
Klimaschutz und hohe Spritpreise zwingen die Automobilhersteller, auf leichtere Komponenten zu setzen. Die Universität Kassel erforscht, wie Kunststoffe künftig besser im automobilen Fertigungsprozess eingesetzt werden können.

Das Auto der Zukunft wird aus einem Materialmix bestehen. Neben Leichtmetallen wie Aluminium und Magnesium sind im Automobilbau vor allem Kunststoffe im Kommen, die durch textile Strukturen aus Glas- oder Kohlefasern verstärkt werden. Diese faserverstärkten Kunststoffe sind extrem leicht, weisen aber trotzdem eine sehr hohe Festigkeit auf.


Das punktuelle oder linienförmige Aufbringen des Klebstoffs verbessert die Materialeigenschaften faserverstärkter Kunststoffe.

Die Herstellung maßgeschneiderter Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen stößt derzeit allerdings noch an Grenzen. Zwar werden solche Werkstoffe bereits seit Jahren im Flugzeugbau oder auch bei Windkraftanlagen eingesetzt, allerdings meist nur in geringen Stückzahlen. Für den Einsatz in der automobilen Großserie sind die zurzeit eingesetzten Herstellungsverfahren nicht oder nur bedingt geeignet.

Daher suchen die Kasseler Forscher gemeinsam mit Wissenschaftlern aus zwölf weiteren Forschungsinstituten sowie Industriepartnern nach Optimierungsmöglichkeiten. Gefördert wird das Projekt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF). Im Fokus der Untersuchungen steht sowohl die Automatisierbarkeit als auch die Verbesserung der Qualität des Werkstoffs.

Bisher wurden faserverstärkte Kunststoffe aus mehreren Lagen Textilien hergestellt, die durch großflächig aufgetragenes Klebstoffpulver verbunden, anschließend mit Epoxydharz oder Polypropylen (PP) getränkt und dann ausgehärtet wurden. Es handelt sich hierbei um das so genannte RTM-Verfahren („Resin Transfer Moulding“). Der Nachteil dabei: Der großflächig aufgetragene Klebstoff wirkt wie eine Sperrschicht. Die miteinander verklebten Textilfasern – die so genannte Preform - können Harz oder PP nicht optimal aufnehmen. Zudem entstehen Luftblasen, die das Material und damit das daraus gefertigte Bauteil beeinträchtigen.

Um dem entgegen zu wirken, arbeiten die Wissenschaftler an einer Optimierung des Verfahrens: Hierbei wird zunächst ebenfalls eine Preform aus mehreren Lagen Textilfasern gefertigt. Um die Werkstoffeigenschaften zu verbessern, wird der Klebstoff verflüssigt und nicht mehr großflächig, sondern nur noch an wenigen Stellen als Punkte oder Linien auf die Textilschichten aufgetragen. Gleichzeitig werden die Klebstoffe so formuliert, dass ein möglichst geringes Eindringen der Klebstoffe in die Faserbündel erzielt wird. Die so verbundenen Textilschichten werden anschließend unter hohem Druck in eine Form gepresst und dabei mit Harz oder PP getränkt. Aufgrund des nur punktuell aufgebrachten Klebstoffs können die Fasern Harz oder Polypropylen intensiver aufnehmen und härten besser aus; Luftblasen lassen sich vermeiden.

Das punktuelle Kleben hat aber noch weitere Vorteile. So lässt sich eine höhere Steifigkeit erzielen als beim großflächigen Kleben. Zudem haften die Textilschichten besser aneinander. Ein wesentlicher Vorteil liegt zudem im Klebevorgang selbst. Während das Aufbringen des bisher üblichen Klebstoffpulvers noch teils von Hand erfolgen musste, kann der flüssige Klebstoff leichter maschinell eingesetzt werden. Das neue Verfahren eignet sich daher auch für den automatisierten Einsatz, wie er für die Autoindustrie unerlässlich ist. Einsatz wird die neue Technik künftig voraussichtlich bei der Herstellung von Türen und Motorhauben finden.

Info
Prof. Dr. Stefan Böhm
Universität Kassel
Fachgebiet Trennende und fügende Fertigungsverfahren
Tel.: 0561/804-3141
E-Mail: s.boehm@uni-kassel.de
Dipl.–Ing. Holger Thiede
Universität Kassel
Fachgebiet Trennende und fügende Fertigungsverfahren
Tel.: 0561/804-3915
E-Mail: h.thiede@uni-kassel.de

Ellen Leeser | Universität Kassel
Weitere Informationen:
http://www.uni-kassel.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht Leuchtende Mikropartikel unter Extrembedingungen
28.02.2017 | Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

nachricht IHP-Forschungsteam verbessert Zuverlässigkeit beim automatisierten Fahren
22.02.2017 | IHP - Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Future Security Conference 2017 in Nürnberg - Call for Papers bis 31. Juli

26.06.2017 | Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Digital Mobility“– 48 Mio. Euro für die Entwicklung des digitalen Fahrzeuges

26.06.2017 | Förderungen Preise

Fahrerlose Transportfahrzeuge reagieren bald automatisch auf Störungen

26.06.2017 | Verkehr Logistik

Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit

26.06.2017 | Physik Astronomie