Konstruktive Gestaltung geklebter FVK-Mischverbindungen unter Berücksichtigung von Randeffekten

Trotz intensiver Bestrebungen, faserverstärkte Kunststoffe (FVK) endkonturnah herzustellen, ist häufig eine Nachbearbeitung notwendig. Der Einsatz von Schneid- oder Strahlverfahren führt dabei oft zu Schädigungen in Form von Abplatzungen, Ausfransungen, Delaminationen, Faserausrissen und sonstigen Formfehlern. Eine Berücksichtigung der geschädigten Randbereiche erfolgt bei der Auslegung und der konstruktiven Gestaltung geklebter FVK-Mischverbindungen bisher nur intuitiv. Dadurch wird das Verbindungspotential geklebter FVK-Mischverbindungen in vielen Fällen durch eine nicht optimale Gestaltung limitiert. In diesem Forschungsprojekt wurden Richtlinien zur konstruktiven Gestaltung von geklebten FVK-Mischverbindungen unter Berücksichtigung von Randeffekten erstellt.

Diese Handlungsempfehlung ermöglicht kleinen und mittelständischen Unternehmen aus den Bereichen des Automobil-, des Nutzfahrzeug- und Schienenfahrzeugbaus, eine optimale konstruktive Gestaltung der geklebten Verbindung unter Berücksichtigung der Schnittkantenqualität. Die erarbeitete Empfehlung basiert auf anwendungsrelevanten Untersuchungen. Dadurch können KMU, auf aufwändige und kostenintensive Versuchsreihen verzichten und eine sichere Auslegung geklebter FVK-Mischverbindungen gewährleisten. Bei der Entwicklung neuer Produkte können durch die optimierte konstruktive Gestaltung der Verbindungen Sicherheitsfaktoren reduziert, Entwicklungszeiten und –kosten gesenkt und die Auslegung der FVK optimal auf die im Bauteil wirkenden Lasten angepasst werden. Damit wird die Wettbewerbsfähigkeit der nationalen Industrie, insbesondere in den Bereichen des Fahrzeug- und Maschinenbaus, signifikant erhöht.

Bearbeitet wurde das Forschungsthema von 01/17 bis 12/18 an der Universität Paderborn, Institut für Prozess- und Werkstofftechnik, Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (Pohlweg 47- 49, 33098 Paderborn, Tel.: 05251 / 60-3031) unter der Leitung von Dr. Dominik Teutenberg (Leiter der Forschungseinrichtung Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut).