Beschreibung
P 1396 – Analyse des Versagensverhaltens geklebter Stahl-Verbindungen beim werkstoffschonenden Entfügen in der Karosserieinstandsetzung
Aktuelle stahlintensive Karosseriekonzepte basieren auf der Kombination von artverschiedenen Werkstoffen, um gezielt die Vorteile der unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften nutzen zu können. Diese Hochleistungswerkstoffe werden durch den Einsatz der Klebtechnik zu einer Leichtbau-Karosserie miteinander verbunden. Orientiert an einem typischen Produktlebenszyklus, befassen sich viele Forschungsvorhaben weitestgehend mit den Phasen Forschung und Entwicklung sowie der Produktion und des Betriebs. Dieses Forschungsprojekt legt dagegen den Fokus auf die Reparatur und Instandsetzung von geklebten Fahrzeugstrukturen, welche zum großen Teil in kleinen und mittelgroßen Unternehmen durchgeführt werden. Die steigenden Anforderungen an Sicherheit und Komfort führen zu der Forderung nach praktikablen und nachhaltigen Reparaturmethoden, welche gleiche mechanische Eigenschaften der Verbindung wie beim Originalaufbau erzeugen.
In Reparaturwerkstätten werden Klebverbindungen häufig durch Einbringung von Wärme geschwächt, um die benötigte Entfügekraft zu verringern. Dieses schwer steuerbare Verfahren wirkt sich allerdings schädigend auf die zu erhaltenen Bauteile und angrenzende Klebschichten aus und führt zu starken Bauteilverformungen. Ein Verfahren, welches es erlaubt geklebte Stahlverbindungen schonend und effizient zu Entfügen bringt einen entscheidenden Vorteil und fördert die Kreislaufwirtschaft und Ressourcenschonung.
In Versuchen zeigte sich die Versprödung des Klebstoffes durch tiefe Temperaturen für ein bauteilschonendes Trennen als sehr vielversprechend. In DMTA-Versuchen zeigen Strukturklebstoffe einen sekundären Glasübergang unterhalb der üblichen Einsatztemperatur von -40 °C. Dieser ist auf die zähelastifizierenden Partikel im Klebstoff zurückzuführen. Die Hypothese, dass eine Abkühlung unterhalb dieses sekundären Glasübergang die Energieaufnahme des Klebstoffes stark herabsetzt und dadurch ein für die Stahlwerkstoffe bauteilschonendes Entfügen realisiert werden kann wurde in dieser Arbeit bestätigt. Die Möglichkeiten und Limitationen dieses Verfahrens konnte erfolgreich untersucht und das Versagensverhalten des Klebstoffs analysiert werden.
Veröffentlichung:
April 2022
Autoren:
Prof. Dr.-Ing. G. Meschut, Dr.-Ing. D. Teutenberg, N. Chudalla, Prof. Dr.-Ing. M. Wibbeke, Dr. A. Bartley
