Elisabeth Stammen

Mechanische Eigenschaften im Vergleich

Im Fahrzeugbau werden immer mehr sogenannte „Multi-MaterialStrukturen“ eingesetzt. Dies führt zwangsläufig zu Anpassungen in den bestehenden Fertigungsprozessen der Fügetechnik. Bisher ist es Stand der Technik, dass das Auftragen von Klebstoff bei strukturellen Klebungen bereits im Rohbau, also sehr früh in der Prozesskette, erfolgt und die zumeist einkomponentigen Strukturklebstoffe beim Durchlaufen des KTL-Trockners (kathodische Tauchlackierung, KTL) aushärten. Durch neuartige Fertigungsverfahren sowie Materialkombinationen wird es jedoch zunehmend notwendig, diesen Prozessablauf so anzupassen, dass strukturelle Klebungen erst nach dem Lackauftrag erfolgen. Aus Kostengründen ist hierbei das Kleben auf Lack einer lackentfernenden Vorbehandlung vorzuziehen. Aus diesem Vorgehen ergibt sich die Fragestellung nach den mechanischen Eigenschaften, sowohl unter quasistatischen als auch unter schlagartigen Belastungen dieses neuartigen Verbundes. Dieser Beitrag beschreibt die Möglichkeiten der Ermittlung dieser Eigenschaften und zeigt darüber hinaus kritische Punkte beim Kleben auf Lack auf.

Laservorbehandlung in der klebtechnischen Serienfertigung

Neue Konzepte fur die optimale Einbindung eines Reinigungs- und Vorbehandlungsschritts in eine industrielle Serienfertigung mit direkter Integration des Klebstoffauftrages sind fur eine Vielzahl von Unternehmen von grosem Interesse. Um nun diese integrierte Vorbehandlung chromatfrei, trocken und nahezu staubfrei zu gestalten, empfiehlt sich der Einsatz eines Lasers. Im Rahmen des vom BMBF geforderten Projektes INTLASKLEB wurden Integrationskonzepte erarbeitet.

Beständigkeit von Klebstoffen schnell einschätzen

Bislang erfolgt die Ermittlung der thermooxidativen Beständigkeit von Klebstoffen bei den Klebstoffherstellern durch zeitund kostenintensive Prüfungen. Kurzzeitanalysen, wie die in einem Forschungsprojekt [1] untersuchten DSC-Methoden, können für bestimmte Klebstoffsysteme vergleichbare Ergebnisse zu den bisherigen Ofenalterungen in einer deutlich reduzierten Prüfzeit liefern. Die sich daraus ergebenen Möglichkeiten, aber auch Grenzen werden im Folgenden dargestellt.

Finite Element Modelling of Cure-dependent Mechanical Properties by Model-free Kinetic Analysis Using a Cohesive Zone Approach

A methodology for using model-free kinetic analysis for the determination of mechanical properties is presented. Furthermore, this approach is used in finite element simulations for the prediction of the failure behaviour of adhesively bonded joints using a cohesive zone material model. Therefore, kinetic analysis is combined with mechanical experiments such as the butt-bonded hollow cylinder as well as the tapered double cantilever beam for the description of adhesive failure in mode I in various states of the curing reaction. It is shown that model-free kinetic predictions together with degree of cure dependent material properties can be used in finite element simulations to predict the transient material behaviour during cure.

Promotion of Adhesive Polymer Bonding by Plasma Modification Using Defined Ambient Conditions and Process Gases

Adhesive bonding technology is often the preferred solution for the joining of polymers. In many cases a wet chemical pretreatment has to be used to achieve sufficient adhesion strength and durability of the adhesive joint. Since several years, plasma treatment has been a proven method to attain these goals. However, conventional treatments in oxidizing gases such as air are often not satisfying. In this work, the PP (polymers polypropylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), PA6 (polyamide 6), POM (polyoxymethylene) and PC (polycarbonate) were pretreated by means of a plasma jet running at atmospheric pressure in a virtually oxygen-free atmosphere. The goal was the grafting of reactive nitrogen-containing functional groups on the plastic surfaces in order to increase the adhesive strength.

Local displacement measurements within adhesives using particle tracking and In Situ computed tomography

ABSTRACT Strain measurements are essential for understanding the mechanical behavior of bonded joints under different load conditions and for validating numeric simulations. Strain gauges and extensometers are typically used to determine local strains in a specific direction. The introduction of digital image correlation (DIC) allows for the full-field measurement of surface strains both in two dimension and in three dimension. However, these methods observe the strain of the adhesives’ surface which may vary in comparison to the volumetric strains.In this article, a new technique for measuring the internal displacement field in adhesives is proposed. The method is based on in situ x-ray computed tomography (CT) and particle tracking. Basic approach of the measurement is to identify and track characteristic markers within adhesives during loading. The displacement due to the load can be calculated by the different positions of the characteristic markers between two image sets. Initial results for a single lap joint with a thick bond line indicate that a sufficient resolution of the measurement can be reached and motivate further research to develop this novel measurement technique for adhesives.

Evaluation Method of the Resistance of Adhesives

So far, the determination of the thermo-oxidative resistance of adhesives by the adhesive manufacturers has been carried out by means of timeand costintensive tests. Short-term analyzes, such as the DSC methods, investigated in a research project /1/, can provide comparable results to the furnace aging tests in a significantly reduced test time for certain adhesive systems. The resulting possibilities, but also the limits are presented below.

Adhesively Bonded Blanks for Local Reinforcements in Body-in-White Manufacturing

Adhesively bonded blanks are manufactured using a method for combined forming and bonding of locally reinforced parts for body-in-white in the automotive and truck industry. The method allows lightweight constructions with steel sheets by generally reducing the thickness of body parts and compensates stiffness as well as strength by steel grades of higher yield points and locally applied reinforcement sheets where necessary. Applying adhesive bonding in the body-in-white shops implies certain boundary conditions, such as bonding on oiled surfaces and curing at cataphoretic burn-in after coating. Adhesive bonding, with the forming process being employed between, was successfully applied with film adhesives based on different polymer families and works the best in two steps, as the formation of already bonded and cured parts causes much damage to the bond lines. Due to the early softening stage in the electro coat (EC) burn-in oven, the adhesive in most cases needs the assistance of an additional fixation technique to avoid negative results of unwanted spring-back behaviour (especially with reinforcement sheets with higher yield points). Efficient auxiliary techniques for fixation are usually not based on adhesive technology because of a process-related short time frame. Three different fixation techniques additionally to the adhesive bonding of the reinforcement sheets were investigated in a research project. This paper discusses options and results on the complex interaction between forming and adhesive bonding.

Neuartige Schnellklebebänder für den Fertighausbau

Im Fertighausbau von Ein- oder Zweifamilienhausern mit bis zu zweistockiger Bau-weise werden grose, gerade noch transportfahige Paneele im Werk industriell vorgefertigt, auf LKW verladen und auf der Baustelle in kurzester Zeit zu einem Fertighaus zusammengesetzt. Die Struktur der Paneele besteht hauptsachlich aus Holz und Holzwerkstoffen als Kantholzrahmen mit beidseitiger Spanplattenbeplankung, in den Paneelen sind Warmeisolation und vorinstallierte Rohre und Kabel montiert. Als Witterungsschutz ist ausen Spritzputz aufgebracht oder die auseren Wande bestehen zusatzlich aus zementgebundenen Spanplatten. Als Fugetechnik wird fast ausschlieslich Na-geln oder Klammern eingesetzt. In einem in 2014 abgeschlossenen anwendungsorientierten Forschungsprojekt wurden dunne metallische Folien und Streckmetalle aus Stahl und Messing als Klebebandtrager mit reaktiven Schmelzklebstoffen beschichtet, um ein elektrisch zu beheizendes Schnellklebesystem fur die Fertigung der grosforma-tigen Paneele zu untersuchen. Die elektrische Widerstandsbeheizung kann dabei mit industrie-ublichen Stromquellen fur Schweistechnik oder Prozeswarme erfolgen und aktiviert den Klebstoff optimal in den Fugen. In der Holztafel kommen die einfachen geometrischen Randbedingungen dem neuartigen Klebebandsystem optimal entgegen, da hauptsachlich nur zwei verschiedene Fugenbreiten bei variablen Langen benotigt werden. Das Klebeband-Halbzeug kann durch die Schnellheizfahigkeit bei den Ferti-gungszeiten sehr gut mit der etablierten Nagel- und Klammertechnik mithalten und bringt weitere Vereinfachungen bei der Klebstoffverarbeitung sowie der unkomplizierten Dosierung auch von grosen Lauflangen von bis ca. 10 m mit sich.

Hochviskose 2K-Klebstoffe perfekt gemischt

Durch den zunehmenden Einsatz der Klebtechnik in der Großserienfertigung wachsen auch die Anforderungen an die Klebstoffapplikation. Von Klebstoffen werden rheologische Eigenschaften gefordert, die herkömmliche Mischtechniken an ihre technische und wirtschaftliche Leistungsgrenze bringen. Um schwierig zu verarbeitende Mehrkomponenten-Systeme zuverlässig und in hoher Qualität zu mischen, empfiehlt sich der Einsatz einer auf Leistungsultraschall basierenden Mischtechnik.