Fachgebiet Trennende und Fügende Fertigungsverfahren
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iCurie

Baustellenoptimierte Schnellaushärtung im Holzbau

Projektbeschreibung

Kleben im Holzbau hat als Forschungsthema in den letzten Jahren enorm an Bedeutung zugenommen. Allerdings ist das Fügeverfahren ‚Kleben‘ an verschiedene Randbedingungen geknüpft. Der Einsatz von Klebstoffen kann nur unter gewissen Mindesttemperaturen (üblicherweise > +18 °C) erfolgen; diese sind auf der Baustelle nicht immer gewährleistet. Außerdem härten die Klebstoffe verhältnismäßig langsam, bis zu 72 Stunden bei den zugelassenen 2K-Systemen. Diese beiden Nachteile behindern den Einsatz von Klebstoffen im konstruktiven Holzbau.
Einen Ausweg aus der beschriebenen Situation bietet die induktive Erwärmung, bei der in mehreren Schritten gezeigt werden konnte, dass sie die Aushärtung z.b. in fünf Minuten gewährleisten kann. Der ersichtliche Vorteil der induktiven Erwärmung (IE) gegenüber anderen kontrollierten Erwärmungsvarianten, wie die Ofenhärtung, der Wärmeeintrag über IR-Strahlung oder über Wärmematten, besteht in der berührungslosen Methodik. Die IE funktioniert allerdings nur bei elektrisch leitfähigen Werkstoffen, zum Beispiel bei eingeklebten Gewindestangen. Um Bauteile die nicht direkt induktiv erwärmbar sind (zum Beispiel Holz, GFK und Glas) mittels der IE zu härten müssen Suszeptoren direkt in den Klebstoff eingebracht werden; entweder als Metallnetze oder Partikel direkt untergemischt werden. Das direkte Untermischen von Partikeln bietet den Vorteil, dass keine Einschränkungen durch die Klebspaltgeometrie entstehen und sich die Applikation des Klebstoffes nicht von herkömmlichen Klebstoffapplikationen unterscheidet.



Projektziele

  • Erarbeitung einer Prozedur zur induktiven Schnellaushärtung von Klebstoffen (im Holzbau) zum Verkleben von nichtmetallischen Werkstoffen (Holz, GFK und Glas)
  • Der gezielte Einsatz von Metallen mit ausgewählten Curie-Temperaturen soll hierbei ein Überhitzen des Klebstoffs verhindern und gleichzeitig aufwändige Monitoring-Maßnahmen, Simulationen und Induktor-Anpassungen für eine kontrollierte Erwärmung des Klebstoffs weitestgehend überflüssig machen
  • Optimierung der Aufwärmkurven durch die gezielte Kombination verschiedener Partikelsorten
  • Ertüchtigung der erforschten technologischen Lösungen, um das Kleben von Gewindestangen durch lokale Erwärmung des Klebstoffes signifikant zu beschleunigen
xcv

Laufzeit
01.05.2017 – 31.04.2019

AiF-Forschungsvorhaben-Nr:
19499 N

Fördermittelgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Arbeitsgemeinschaft industrieller Fördervereinigungen „Otto von Guericke“ e.V

Forschungsvereinigung
iVTH, Internationaler Verein für technische Holzfragen e.V
DVS - Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e.V.

Projektbetreuer
Nils Ratsch, M.Sc.

Kooperierende Forschungsstelle
Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM)
Bremen