Verbundwerkstoffe fügen ohne Kleben
Forschungsprojekt Hyfive liefert neue Kenntnisse zur klebfreien Verbindung von Metall- und Faserverbundkunststoffen
Das Ende Dezember 2023 ausgelaufene Projekt „Hyfive“, an dem auch Experten des Kunststoff-Zentrums SKZ in Halle an der Saale maßgeblich beteiligt waren, brachte richtungsweisende Erkenntnisse hinsichtlich der klebfreien Verbindung von Bauteilen aus Metall und Faserverbundkunststoffen. Nach Überzeugung der beteiligten Experten dürfte vor allem der Schiffbau von den neuen Erkenntnissen in Sachen Haftung, Prüfmethoden und Einsatzfähigkeit profitieren.
Denn Leichtbau – ein Schlüsselelement für nachhaltigen Transport – stieß bislang im Schiffbau auf Widerstände. Der Grund: ungenügende Fügetechnologien für Faserverbundmaterialien und Stahl. Mit dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Forschungsprojekt „Hybride Fügetechnologie für Verbindungen im maritimen Einsatz“ – Hyfive konnten fünf Industrieunternehmen und drei wissenschaftliche Einrichtungen neue Technologien entwickeln und für den maritimen Einsatz evaluieren. Damit leistete das Projekt, das vom 1. Mai 2020 bis 31. Dezember 2023 lief, einen herausragenden Beitrag für den industriellen Materialeinsatz im Schiffbau.
Neue Verbindungstechnologien für den maritimen Leichtbau
Unter der Führung des Unternehmens Saertex GmbH & Co. KG gelang es den Projektpartnern – darunter das SKZ, die AR Engineers GmbH, die Fritz Moll Textilwerke GmbH & Co. KG, das Faserinstitut Bremen e.V., die Hyconnect GmbH, die Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH und die Eikboom GmbH – neue Einblicke hinsichtlich Metall- und Faserverbundkunststoff-Hybridbauteilen zu gewinnen. Die Ergebnisse liefern umfangreiche Kenntnisse über die Vorgänge an der Oberfläche und hinsichtlich der Haftungsverbesserung.
Den Forschern gelang es außerdem, metallische Verbinder direkt in verschiedene Faserverbundfertigungsverfahren zu integrieren und die Einsatzfähigkeit bereits im Bereich herkömmlicher Fügeverbindungen verwendeten Methoden der zerstörungsfreien Prüfung zu erbringen. Auch die Anwendbarkeit bereits etablierter Brandschutzsysteme auf die leichten Faserverbundteile konnte nachgewiesen werden.
Durch die Beteiligung vieler Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette sind die Entwicklungsergebnisse bereits auf ihre Praxistauglichkeit geprüft und auf Skalierbarkeit getestet. Praxisnahe Forschung also, die der Industrie einen direkten Mehrwert bieten kann, so das SKZ.
Potenzielle Alternative zum Kleben
Das SKZ hat mit seinem Standort in Halle an der Saale einen Wissenscluster rund um Faserverbundkunststoffe etabliert. Durch die umfangreiche Expertise in den Themenbereichen Kleben und Prüftechnik lag eine Beteiligung auf der Hand. „Die Erkenntnisse aus dem Projekt Hyfive sind sehr vielversprechend und wir freuen uns sehr, hier einen Beitrag zum Einsatz dieser Verbundwerkstoffe leisten zu können. Eine Funktionstüchtigkeit in Verbindung mit Metallbauteilen als potenzielle Alternative zum Kleben konnte eindeutig nachgewiesen werden“, erklärt Jana Fieder, Gruppenleiterin im Bereich Forschung Composites am SKZ.
Der Standort Halle des SKZ hat sich auf das breite Spektrum der Faserverbundkunststoffe (Composite) spezialisiert. Durch die Kombination von Bildungs- und Forschungsaktivitäten entstehen einzigartige Synergien zum Nutzen der Kunden.
Thematische Schwerpunkte der Forschung in Halle an der Saale sind die Nachhaltigkeit durch biobasierte Materialien, hybride Composite-Metall-Strukturen und Leichtbaukonzepte für die Mobilität. Zudem steht die Optimierung und Weiterentwicklung der Faserverbundtechnik, wie das Autoklav-, Resin Transfer Molding- (RTM), Light-RTM- und das Pressverfahren im Mittelpunkt der Forschung. Dadurch kann das SKZ seine Partner anwendungsnah bei speziellen Fragestellungen unterstützen, angefangen von der Materialauswahl bis hin zur technologischen Realisierung von Fertigungskonzepten – und dies bei Industrieauftragsforschung oder öffentlich geförderten Projekten.
Weitere Informationen zu Forschungen des SKZ zu Verbindungstechniken für Hybridbauteile finden Sie in diesem Beitrag der K-ZEITUNG. gk
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