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Entwicklung Konstruktion Anlagenbau Service Entwicklung Konstruktion Anlagenbau Service
GP innovation GmbH, Gewerbepark 23, 03222 Lübbenau, Telefon: 0 3542-46235, Internet: www.gp-innovation.de, [email protected]
„FaVaBond“
„Klebvorbehandlung von Faserverbundkunststoffen mittels
Vakuumsaugstrahlen“
Lübbenau/Braunschweig 2013
Entwicklung Konstruktion Anlagenbau Service Entwicklung Konstruktion Anlagenbau Service
GP innovation GmbH, Gewerbepark 23, 03222 Lübbenau, Telefon: 03542-46235, Internet: www.gp-innovation.de, [email protected]
1. Aufgabenstellung
FaVaBond
Ziel:
•Untersuchung des Vakuumsaugstrahlens als serienintegriertes, staubfreies Verfahren zur Klebvorbehandlung von Faserverbundwerkstoffen
KernpunkteEinfluss von Strahlmittel, Haubengeometrie und Prozessparametern auf die erzielbaren OberflächenUntersuchung der Klebeignung der OberflächenAdaption des Verfahren auf Geometrieen im Automobilbau (von der Platte zum Bauteil)Möglichkeiten zur Online-Prozesskontrolle
Lübbenau/Braunschweig 2013
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2. Screening zur Ermittlung des „Prozessfensters“
FaVaBond
Versuchsdurchführung mit robotergeführter Laborsaugstrahlhaube (Labormuster)
Bearbeitung von CFK-Probestreifen durch Saugstrahlen
Optische / makroskopische Analyse der Ergebnisse
Stereomikroskopische Analyse Erfassen der Topographie mittels Laser-scanning-
Mikroskop (LSM) Rauheitsmessungen der vorbehandelten
Oberflächen Benetzungsmessungen mit Testtinten Bewertung der Faserfreilegung
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2. Screening-Versuche: Kategorisierung der Faserfreilegung
FaVaBond
Gliederung in vier Klassen von keine (0) bis vollständige Faserfreilegung (3)
Kategorie 0:Keine Fasern freigelegt
Kategorie 2:Mittelviele Fasern freigelegt, noch Matrixanteile an der Oberfläche
Kategorie 1:Einige Fasern freigelegt, teilweise noch Harz oberhalb der Faser
Kategorie 3:Viel Fasern freigelegt, nahezu keine Matrix mehr an der Oberfläche
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2. Screening-Versuche: Ergebnisse Klebtests
FaVaBond
Gegenüber unbehandelten Proben haben mittels Vakuum-Saugstrahlen behandelte Muster bessere Festigkeitswerte erreicht mit sehr hoher Reproduzierbarkeit (sehr geringer Streuung).
unbehandelt geschliffen Kat 1 Kat 3
60%
CF
; 40%
AF
80%
CF
; 20
CS
F
100%
CF
100%
CF
0
2
4
6
8
10
12
14
Mitt
lere
Sch
ub
spa
nn
un
g [M
Pa
]
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Mitt
l. B
ruch
de
hn
un
g [%
]
sauggestrahlt
Proben geklebt und geprüftbei AudiPrüfgeschwindigkeit: 10 mm/min
Zugscherversuche
Lübbenau/Braunschweig 2013
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2. Screening-Versuche: Ergebnisse Klebtests
FaVaBond
Sowohl bei in Kategorie 1 als auch in Kategorie 3 behandelten Proben wird vollständig kohäsives Versagen im Klebstoff bei voller Ausnutzung der Klebstoff-festigkeit erzielt
Bruchbilder
Kategorie. 1 /s
Kategorie. 3 /s
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3. Robotergeführte Prototyp-Saugstrahlhaube
FaVaBond
für die Klebvorbereitung von CFK-Formteilen mit Spurbreite 20 mm
Prototyp-Saugstrahlhaube
Randspur
Spur im Bauteil
Arbeitsgeschwindigkeit 10 – 40 (80) mm/s
Spurbreite gesichert
Gute Randschärfe
Staubfreie Spur
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FaVaBond
3. Robotergeführte Prototyp-Saugstrahlhaube
Optimale Oberflächenparameter sind nur mit einer zuverlässig arbeitenden dynamischen Abdichtung der Saugstrahlhaube zur Bauteiloberfläche erreichbar.
Für komplex geformte CFK-Bauteilen wurde ein universeller Dichtungsadapter entwickelt und erprobt.
für die Klebvorbereitung von CFK-Formteilen mit Spurbreite 20 mm
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FaVaBond
3. Robotergeführte Prototyp-Saugstrahlhaube
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