Intrinsische, form- und stoffschlüssige Fügetechnik von Metallen mit Faserverbundkunststoffen

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Faserverstärkte Kunststoffe, insbesondere Kohlenstofffaserverstärkte, sind entscheidend für den Leichtbau. Das Fügen von FVK mit metallischen Werkstoffen spielt dabei eine Schlüsselrolle. In dieser Arbeit wurde eine Verbindungstechnik für Metalle und FVK entwickelt, die auf einem „intrinsischen“ Fügeprozess basiert, bei dem die Verbindung bereits während der Herstellung entsteht. Hierfür wurde ein Prozess und eine Oberflächenvorbehandlung für Edelstahl entwickelt, die eine strukturell tragfähige Klebverbindung ermöglicht. Zudem wurde ein neuartiger Schweißprozess genutzt, der aus dem Schweißdraht kleine, dübelartige Strukturen auf der Metalloberfläche erzeugt. Durch die Kombination der Verbundmechanismen Stoffschluss und Formschluss in einer intrinsischen Fügetechnik konnten zahlreiche Vorteile realisiert werden. Das Matrixharz des FVK ermöglicht eine leistungsfähige Klebverbindung mit homogener Krafteinleitung, ohne einen separaten Klebprozess. Die Gesamttragfähigkeit der Verbindung wurde durch die Überlagerung des Formschlusses erhöht. Zudem sorgt das Materialverhalten der metallischen Pins für ein Fail-Safe-Verhalten. Zusammenfassend bietet dieser Verbindungstyp eine leistungsfähige Fügetechnik für Neukonstruktionen aus FVK und Metallen, die die Vorteile von Klebtechnik und mechanischem Fügen vereint.