Entwicklung und Charakterisierung einer Verbindungstechnik für CFK-Anwendungen auf Basis eines UV-härtenden Klebstoffsystems

Der zunehmende Druck zur Gewichtsreduzierung in der Automobilindustrie führt in verstärktem Maße dazu, dass immer häufiger kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) zum Einsatz kommen. Eine Herausforderung liegt dabei in der Entwicklung neuer Verbindungstechniken für Anbauteile, da die im Stahlkarosseriebau üblichen Gewindebolzen nicht an das CFK-Material geschweißt werden können. In dieser Arbeit wird daher eine Möglichkeit, nämlich das Kleben eines Funktionselements auf CFK, untersucht. Die verwendeten Kunststoffe sind gegen die Ofentemperaturen des Lackierprozesses nicht resistent und müssen somit in der Montage angebracht werden. Aufgrund der hohen Anforderungen durch die Taktzeiten werden lichthärtende Klebstoffsysteme betrachtet, die sich durch ihre sehr schnelle Aushärtung auszeichnen. Es wird darüber hinaus eine Kombinationsklebung bestehend aus 2K-Strukturklebstoff und UV-Klebstoff betrachtet. Diese verbindet die Vorteile der beiden Einzelsysteme, indem einerseits innerhalb kurzer Zeit eine hohe Anfangsfestigkeit erreicht wird und andererseits die Temperatur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit besser ist, als bei reinen UV-Systemen. In zahlreichen Festigkeitsuntersuchungen mit und ohne Alterung auf unterschiedlichen CFK-Substraten kann dies bestätigt werden. Aufgrund des komplexen Applikationsprozesses der Kombinationsklebung wird sie insbesondere für Anwendungen mit hohen Festigkeitsanforderungen empfohlen. Für geringe bis mittlere Festigkeiten kann ein reines UV-System verwendet werden.