Verbindungstechnik Widerstandsschweißen fügt faserverstärkte Kunststoffe flächig und schnell

Redakteur: Kirsten Nähle

Mit steigendem Anteil an Strukturbauteilen aus Faserverbundstoffen, beispielsweise im Flugzeugbau, steigen auch der Aufwand und die Probleme während der Anwendung von gängigen Fügetechniken wie Nieten oder Kleben. Mittels Widerstandsschweißen können Bauteile aus faserverstärkten Duromeren bei geringem Zeitaufwand flächig verbunden werden.

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(Bild: TU Clausthal)
(Bild: TU Clausthal)

In heutigen Bauteilen aus faserverstärkten Duromeren sind Verbindungsstellen aufgrund der steigenden Komplexität und besonders der zunehmenden Größe des Bauteils unvermeidbar. Einige Probleme beim Nieten dieser Bauteile sind die hohe Kerbwirkung, galvanische Korrosion, ein hoher Zeit-/Arbeitsaufwand und zusätzliches Strukturgewicht (Niete und Dichtmasse).

Neues Schweißverfahren fügt faserverstärkte Kunststoffe mit geringem Aufwand

Um diese Probleme zu lösen, wurde am Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik der TU Clausthal ein neues Schweißverfahren entwickelt. Da Duromere aufgrund ihrer chemischen Struktur nicht schweißbar sind, wird auf die zu fügenden duromeren Bauteile zunächst eine Funktionsschicht aus einem schweißbaren thermoplastischen Kunststoff aufgebracht. Mittels Widerstandsschweißverfahren mit einem Heizelement aus Kohlenstofffaser/Thermoplast-Prepreg können die Bauteile nach Angaben der TU Clausthal dann im Bereich der Funktionsschicht flächig verschweißt werden.

So entstehe eine Fügeverbindung, die ohne Verbindungselemente und Fremdmaterialien auskomme. Die Vorteile des Verfahrens seien ein geringer Zeit-/Arbeitsaufwand und die hohen mechanischen Eigenschaften im Vergleich zum Kleben und Nieten.

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