Fasergefüllte Klebstoffe werden insbesondere bei großen und hoch beanspruchten Klebverbindungen eingesetzt, etwa im Rotorblattbau von Windenergieanlagen. Bei deren Auslegung werden anisotrope Eigenschaften, die durch die Fasern entstehen, bislang meist vernachlässigt, da eine belastbare Datenbasis fehlt.
Ziel des Projekts war der Aufbau einer erweiterten Datengrundlage zum Einfluss von Kurzglasfasern auf die mechanischen Eigenschaften von Klebstoffen, die Integration der Erkenntnisse in ein Simulationstool für den Klebstoffauftrag sowie die Validierung der Simulationsergebnisse mittels einer neu entwickelten Auswerteroutine für Mikro-Computertomografie (μ-CT)-Messungen. Hierfür wurden industrielle Klebungen analysiert, Applikationsparameter definiert und Klebstofftafeln unterschiedlicher Dicken hergestellt. Diese wurden per μ-CT auf Faserorientierungen untersucht. Auf Basis der Ergebnisse erfolgten mechanische Prüfungen an Zug‑, Druck‑ und Schubproben mit definierten Faserausrichtungen. Zusätzlich wurden Verbundproben mit gelaserten AlMg3‑Substraten getestet sowie ein skalierter Demonstrator für Laborversuche aufgebaut.
Die erzielten Ergebnisse und Methoden sind branchenübergreifend, insbesondere für KMU, nutzbar. Eine lastfalloptimierte Faserausrichtung erlaubt die Reduzierung von Gewicht, die Steigerung von Festigkeit und Lebensdauer sowie eine ressourcenschonendere Auslegung. Zugleich kann der experimentelle Aufwand gesenkt und der Materialeinsatz optimiert werden. Zudem eröffnen sich Potenziale für neue Geschäfts- und Dienstleistungsfelder.
Bearbeitet wurde das Forschungsthema von 05/22 bis 07/25 an der Universität Rostock, Lehrstuhl für Fertigungstechnik (Albert-Einstein-Straße 2, 18059 Rostock, Tel. 0381/49681-173) unter der Leitung von Dr.-Ing. Linda Fröck (Leiter der Forschungseinrichtung Prof. Dr.-Ing. Wilko Flügge), der Technischen Universität Braunschweig, Institut für Füge- und Schweißtechnik (Langer Kamp 8, 38106 Braunschweig, Tel.: 0531/391-7821) unter der Leitung von Dipl.-Chem. Elisabeth Stammen (Leiter der Forschungseinrichtung Prof. Dr.-Ing. Klaus Dilger) und der Universität Rostock, Lehrstuhl für Mikrofluidik (Justus-von-Liebig-Weg 6, 18059 Rostock, Tel. 0381/498-9091) unter der Leitung von Dr.-Ing. Christoph Drobek (Leiter der Forschungseinrichtung Prof. Dr.-Ing. Hermann Seitz).