VorlesenMikrostrukturierte Oberflächen zum flächigen Fügen von Bauteilen (Mikrokonnect)
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Forschungsziel: Um das Potenzial leichter materialien zu nutzen sind im bereich Automobil-, Luftfahrt- und Konsumgüterindustrie neue, innovative Fügeverfahren notwendig. besonders attraktiv sind dabei klebstofffreie Verfahren. Ziel des Vorhabens ist es, durch die Erzeugung mikrostrukturierter Oberflächen adhäsive Eigenschaften zu erzielen, die geeignet sind, als Fügetechnik industriell genutzt zu werden.dazu müssen diese haftsysteme großflächig und wirtschaftlich herstellbar sein.Als Vorlage sollen bionische Strukturen genutzt und adaptiert werden.Die verbindung erfolgt dabei rein mechanisch.
Ansprechperson Projektkoordination
Frank Nußbäumer +49 40 743646-15
nussbaeumer.frank@bishop-gmbh.com
Ansprechperson bei PTKA
Dr. Michael Große
+49 721 608-25192
michael.grosse@kit.edu
Problemstellung
Fügetechniken im Flugzeugbau müssen vielfältige Anforderungen erfüllen. Sie müssen zuverlässig, leicht, flammhemmend und oft auch lebensmittelecht sein. Bisher eingesetzte Klebeverbindungen benötigen Zusatzstoffe, können nur bestimmte Kunststoffe verbinden und sind nicht mehr lösbar. Die Natur zeigt Hafttechniken ohne Klebstoff, wie bei Geckos oder Spinnen, die die Anforderungen weit besser erfüllen können. Künstliche Haftsysteme nach diesem Vorbild können in der Industrie aber nur genutzt werden, wenn es gelingt, hochwertige Mikrostrukturen kostengünstig zu produzieren. Dabei sind große Haftflächen notwendig, um ausreichende Verbindungskräfte zu übertragen.
Projektziel und Vorgehensweise
Im Projekt Mikrokonnect werden Herstellungsmethoden zur Mikrostrukturierung von Oberflächen untersucht. Mikrostrukturierten Oberflächen wirken ähnlich wie Klettverschlüsse. Kleinste Hinterschnitte erzeugen eine mechanische Verkrallung. Die Innovation besteht darin, dieses Prinzip auf eine extrem steife Oberfläche zu transferieren, zu miniaturisieren und kostengünstig in die Oberfläche direkt einzubringen. Um möglichst kleine Strukturen zu erschaffen, werden definierte Werkstoffoberflächen mit Hilfe des Laserabtragens bearbeitet. Dieses Verfahren ermöglicht Genauigkeiten bis zu 10 ¿m ohne Toleranzunterschiede durch eine Werkzeugabnutzung, wie z.B. beim CNC Fräsen. Innerhalb des Vorhabens werden auf verschiedenen Metallen und Kunststoffen mikrostrukturierte Oberflächen erzeugt und ihre Haftkraft ermittelt.
Anwendungspotential und zu erwartende Ergebnisse
Die Industrielle Nutzbarkeit wird am Beispiel eines Luftfahrt-Catering-Trolleys demonstriert.
Bei der Neugestaltung der Trockeneisschublade und der Trolleyrückwand können nun Werkstoffe zum Einsatz kommen, die über die für die jeweiligen Anforderungen optimale Funktionalität verfügen, bisher aber nicht kombinierbar waren. Das neue Verfahren überwindet damit bisherige Systemgrenzen und stellt für eine Vielzahl von Anwendungen, nicht nur in der Luftfahrtindustrie eine erhebliche Verbesserung dar.
- Bishop GmbH - Aeronautical Engineers
- CompriseTec GmbH
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