Qualifizierung des Injektionsklebprozesses einer strukturellen CFK-Stahl-Verbindung unter Montagebedingungen

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Dennis Schuler

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Leichtbau in der Automobilindustrie führt zur Konzeption völlig neuartiger Karosseriekonzepte, die zunehmend verschiedene Werkstoffe in der Karosseriestruktur vereinen. Die Herausforderung beim Verbinden artfremder Werkstoffe besteht in den unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, welche sich insbesondere bei den in den Lacktrocknungsöfen vorherrschenden hohen Temperaturen von bis zu 190 °C kritisch auswirken. Mit dem Injektionskleben wird in der vorliegenden Arbeit ein neues Klebverfahren für strukturelle Mischbauverbindungen qualifiziert, wodurch die sogenannte Delta-Alpha-Problematik im Fertigungsprozess der Lackiererei umgangen werden kann. Die Qualifizierung des Injektionsverfahrens erfolgt am Beispiel einer Verstärkung des Fahrzeugseitenrahmens mit einem Hohlprofil aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) im Bereich des Dachrahmenverlaufs. Der CFK-Dachrahmen wird im Karosserierohbau in der Karosseriestruktur zwischen dem inneren und äußeren Stahl-Seitenrahmen fixiert. Die klebtechnische Verbindung des CFK-Dachrahmens mit dem Stahl-Seitenrahmen erfolgt nach dem Lackierprozess im kalten, spannungsfreien Zustand der Karosserie durch Injektion eines zweikomponentigen Polyurethanklebstoffs (PU) in den vorgehaltenen Klebspalt.