Untersuchung und Optimierung der mechanischen Langzeiteigenschaften von Klebverbindungen aus additiv gefertigten Kunststoffbauteilen

Vorhabenbeschreibung:

Für die Etablierung additiv gefertigter Bauteile in der Industrie ist eine fundierte Kenntnis über ihre mechanischen Eigenschaften unerlässlich. Beim Kleben additiv gefertigten Bauteilen kann je nach Bauteilorientierung und Festigkeit des verwendeten Klebstoffs die Haftung der einzelnen Schichten untereinander (Interlayerhaftung) den Grenzwert der Verbindung darstellen. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Validierung und Bewertung der mechanischen Eigenschaften von Klebverbindungen aus additiv gefertigten Kunststoffteilen. Dabei steht vor allem das Potential geklebter Baugruppen im Hinblick auf einen langjährigen industriellen Einsatz im Vordergrund. Geklebte Proben werden hierzu sowohl einer quasistatischen Kurzzeitbelastung als auch unter statischer Langzeitbelastung und in Dauerschwingversuchen untersucht. Die künstliche Alterung der Proben durch Temperatur und Feuchtigkeit wird ebenso berücksichtigt wie der Einfluss der Prüffrequenz. Der Effekt der mechanischen Schädigung ohne Temperatureinfluss wird hierzu von der Überlagerung von dynamischer Beanspruchung und resultierender „interner“ Erwärmung separiert. Der Nutzen des Projektes für die KMU ist dabei vielfältig: Die Projektergebnisse ergänzen unmittelbar das demnächst erscheinende Merkblatt DVS 1401 „Gestaltungsempfehlungen zum Kleben additiv gefertigter Bauteile“. Viele Werkstoffhersteller (besonders für hochwertige Materialien), ebenso die Dienstleistungsunternehmen für Prototypen- und Kleinserienfertigung, zählen zu den KMU und erhalten hierdurch direkte Handlungsempfehlungen. Die Aus- und Fortbildung im Bereich der additiven Fertigung wird ebenfalls von KMU dominiert. Allen diesen Unternehmen bieten die angestrebten Forschungsergebnisse eine Erweiterung des Wissenstandes und somit eine Verbesserung der (theoretischen) Beratungs- und (praktischen) Dienstleistungen. Dies steigert die Wettbewerbsfähigkeit der KMU darüber hinaus auch im internationalen Geschäft.