So werden Autos leichter: Kasseler Forscher entwickeln Klebetechnik

Interessant für den Autobau: Das punktuelle oder linienförmige Aufbringen des Klebstoffs verbessert die Materialeigenschaften faserverstärkter Kunststoffe. Foto: Uni Kassel

Kassel. Faserverstärkte Kunststoffe werden laut Professor Stefan Böhm im Automobilbau künftig eine größere Rolle spielen. Böhm leitet das Fachgebiet „Trennende und fügende Fertigungsverfahren“ am Institut für Produktionstechnik und Logistik der Uni Kassel.

Moderne Autos werden etwa durch einen größeren Anteil elektromotorisch betriebener Komfortelemente immer schwerer. Das Gewicht muss an der Karosserie wieder eingespart werden.

Hier kommen die faserverstärkten Kunststoffe ins Spiel. „Sie sind extrem leicht, weisen gleichzeitig aber eine hohe Festigkeit auf“, erklärt der Wissenschaftler. Die Kunststoffteile können aber in der Regel nicht wie Metall verschweißt, sondern müssen verklebt werden. Und damit beschäftigen sich Böhm und sein Team. Die Werkstoffe werden zwar seit Jahren bereits im Flugzeugbau oder bei Windkraftanlagen eingesetzt, aber nur in geringen Stückzahlen. Für eine kostengünstige Serienfertigung sind die derzeitigen Herstellungsverfahren jedoch nicht oder nur bedingt geeignet. „Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer Technik, die eine Serienfertigung faserverstärkter Kunststoffe ermöglicht“, erklärt Böhm. Ein wichtiger Faktor dabei ist die Klebetechnik.

Faserverstärkte Kunststoffe werden aus mehreren Lagen hergestellt. Die wurden bisher durch großflächig aufgetragenes Klebstoffpulver verbunden.

Böhm und sein Team haben ein Verfahren entwickelt, bei dem der Klebstoff verflüssigt wird und nur noch an wenigen Stellen aufgetragen werden muss. Die so präparierten Lagen, die sogenannten Preforms, werden dann in die gewünschte Form gepresst und dabei mit Harz getränkt. „Durch den nur punktuell aufgebrachten Klebstoff können die Fasern das Harz besser aufnehmen, und Fehlstellen ohne Harz können vermieden werden“, sagt der Forscher. Zudem lasse sich dadurch eine höhere Steifigkeit des Bauteils (Preform) erzielen.

Vorher hatte der großflächig aufgetragene Klebstoff verhindert, dass die Textilfasern das Harz optimal aufnehmen konnten. Zudem entstanden Luftblasen, die das Material und das daraus gefertigte Bauteil beeinträchtigten.

Der derzeitige Stand des Projekts: Die Wissenschaftler können ein Master-Bauteil im Serien-Maßstab (Preform) für die Automobil-Industrie herstellen, das anschließend zu einem Karosserie-Bauteil verarbeitet werden kann. An dem zweijährigen Grundlagenprojekt, das zum Jahresende ausläuft, sind Wissenschaftler aus zwölf weiteren Forschungsinstituten sowie Industriepartner beteiligt.

Gefördert wird das Projekt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“(AiF). (mkx)

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