Kleben und Faserverbundtechnik

Die Klebtechnik ist ein sehr leistungsfähiges Fügeverfahren, das in allen produzierenden Branchen mit stetig wachsendem Erfolg eingesetzt wird. Neben der Beratung zur richtigen Wahl kommerzieller Klebstoffsysteme, entwickeln wir anwendungsangepasste Verarbeitungsprozesse für das produktive und automatisierte Fügen. Dabei liegt der Schwerpunkt in der Optimierung der Adhäsion zwischen Fügepartner und Klebstoff durch ausgewählte Oberflächenvorbehandlungsprozesse (Laser-, Plasma-, Strahl-Technologien etc.).

Aktuell werden diese seit vielen Jahren aufgebauten Kompetenzen auch für das thermische Direktfügen von Thermoplasten mit Metallen und Nichtmetallen übertragen, um sowohl Klebstoffsysteme zu substituieren als auch Fügeprozess-Zeiten zu reduzieren.

Sind Thermoplaste untereinander zu verbinden, so kommen laser-basierte Laminier-, Schmelz- oder Transmissions-Schweißverfahren zum Einsatz.

Diese Lösungsansätze bieten Verbindungstechnologien für einen effizienten Faserverbund- und Multimaterial-Leichtbau und werden in unserer Arbeitsgruppe zur Serienreife entwickelt.

Prozesskette: Kleben und thermisches Direktfügen von Mischverbindungen

Das Leistungsspektrum der Gruppe Kleben und Faserverbundtechnik umfasst – entlang der in der Abbildung gezeigten Prozesskette – die Werkstoff- und Verbindungsauswahl, das Design, die Auslegung und die Validierung hybrider Strukturen, die gezielte Oberflächenvorbehandlung und -analytik sowie das Fügen bis zur fertigen Hybridstruktur. Wir entwickeln sowohl Kleblösungen (Klebstoffauswahl, Dosieren, Applizieren, Aushärten) als auch das thermisch unterstützte Direktfügen mit HPCi®, das Mischverbindungen ohne Zusatzmittel ermöglicht. Begleitend gestalten wir die kundenspezifische Prozessauslegung und -automatisierung (Temperatur-, Druck- und Zeitprofile, Vorrichtungsbau, Scale-up), beraten zur Qualitätssicherung mit begleitender Messtechnik sowie Inline- und End-of-Line-Monitoring und validieren die Verbindungen durch mechanische Prüfungen sowie Alterungs- und Medienbeständigkeitsanalysen. Ergänzend beraten wir bei der Analyse von Schadensfällen und Fertigungsstörungen, erstellen Ursachenbewertungen und Maßnahmenempfehlungen und entwickeln als F&E-Leistung Lösungen und Konzepte für Reparatur, Demontage und Recycling.

Prozesskette: Kleben und thermisches Direktfügen von Mischverbindungen.
© Fraunhofer IWS

Wissenschaftliche Expertise

 

Recycling- und reparaturgerechte Fügetechnologie

HPCi® – nachhaltige Fügetechnologie für regelkonforme und effiziente Produktionsprozesse

 

Publikationen

Erhalten Sie einen Einblick in die aktuellen Publikationen des Fraunhofer IWS zum Kleben und zur Faserverbundtechnik.

Technologien für modernen Leichtbau

Projekte

BMWE-Projekt

HELIOS

Hochratenfähige, effiziente Leichtbau-Rumpfschalen, neuartige Designprinzipien und Technologiebausteine für schadenstolerante, nietfreie, strukturelles Fügen
Laufzeit: 07/2025–09/2028 

BMWE-Projekt

H2-Direkt

Entwicklung des thermischen Direktfügens für mediendichte und elektrisch isolierende Verbindungen
Laufzeit: 07/2025–12/2027 

Fraunhofer-Projekt

THERMO-BLADE-SPINE

Entwicklung hochratefähiger thermoplastischer Composite-Fertigungsmethoden als Technologiebausteine zur nachhaltigen Produktion von Windenergieanlagen
Laufzeit: 04/2024–03/2027 

BMWK-Projekt

HESTIA

Ultrahocheffiziente, nachhaltige Rumpfschalen aus thermoplastischem Faserverbundwerkstoff für ein zukünftiges emissionsfreies Flugzeug
Laufzeit: 11/2023–12/2026 

EU-/SAB-Projekt

LaWiKo

Entwicklung einer Laser-in-situ-Wickeltechnologie für das Breitbandwickeln von zylindrischen, hochbelastbaren Kohlefaserkunststoffverbunden
Laufzeit: 08/2024–06/2026 

BMWK-Projekt

ZEus

Zero Emission Aircraft with Sustainable Fuselage Concept and Technology
Laufzeit: 11/2022–01/2026 

BMDV-Projekt

HP2BPP

Hochratenfähiges Fügen von Bipolarplatten aus zwei Halbplatten
Laufzeit: 05/2022–11/2025 

BMBF-Projekt

JOASIS

Entwicklung eines 30 Prozent leichteren Sitzrahmens für Elektrofahrzeuge unter Verwendung der HPCi-Verbindungstechnologie
Laufzeit: 09/2021–08/2024 

EU-Projekt

BUSTI

Aufzeigen des Leichtbaupotenzials von thermoplastischen Faserkunststoffverbunden in der Luftfahrt
Laufzeit: 11/2020–06/2023 

BMWi-Projekt

carBONDshield

Abschirmungsverhalten Carbon-Nanotube-modifizierter Dichtklebungen sowie Verguss- und Beschichtungslösungen
Laufzeit: 06/2021–05/2023

SPRIND-Projekt

ROBINIA

Geklebtes Brettschichtholz aus Robinie aus Braunkohlerekultivierungsgebieten und Trockenstandorten in Sachsen/Brandenburg
Laufzeit: 05/2022–04/2023 

BMWi-Projekt

TheDi

Entwicklung von technischen Verfahren für das thermische Direktfügen in kurzer Zeit von Metall-Kunststoff-Hybrid-Verbindungen
Laufzeit: 04/2021–03/2023

BMWi-Projekt

TRumpf

Fertigungs- und Verarbeitungstechnologien für Flugzeugrumpfstrukturen auf Basis kohlenstofffaserverstärkter Hochleistungsthermoplaste
Laufzeit: 01/2018–12/2021 

News und Medien