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Industrielles Kleben : Hin zu gestärktem Vertrauen

Auch wenn sie für das bloßen Auge unsichtbar sind, sind Klebstoffe in Vielzahl zusammengesetzter (monolithischer oder laminierter) Strukturen vorhanden, die in der Luftfahrt- und Automobilindustrie, im Schienenverkehr oder auch in Gebäuden verwendet werden.

Im Vergleich mit der " konkurrierenden " Technik des Verschraubens bietet das Kleben mehrere wichtige Vorteile. Unabhängig davon, ob es sich um das Befestigen von Elementen aus Metall oder aus Verbundmaterialien handelt, bietet das Kleben die Möglichkeit, Strukturen zusammenzufügen, ohne diese zu perforieren, zu beschädigen oder schwerer zu machen.

Während das Verschrauben nur an wenigen Stellen geschieht, erfolgt das Kleben auf der gesamten Oberfläche auf einer sehr feinen Schicht, also mit weniger Volumen, Masse und Dichte und größerer Effizienz. Außerdem ist die Vielfalt von " ab Regal "erhältlichen Klebstoffen wichtig und es ist immer vorstellbar, einen Kleber nach Maß herzustellen.

Diagnostizieren und vorhersagen

Es ist allerdings schwierig, festzustellen, ob die Verklebung gut angenommen wurde, ob sie noch besteht und gleichmäßig verteilt ist, ob sie während des gesamten Lebenszyklus - von der Herstellung zur Wartung unter operationellen Bedingungen - fehlerfrei ihre Aufgabe erfüllt. Wie kann man folglich nicht-intrusive Kontrollen durchführen und sicherstellen, dass das Produkt keine größere Degradierung seiner Leistung erfahren hat, die früher oder später zur Gefahr einer Loslösung von Teilen führen würde ?

Seit 2008 arbeitet unsere Abteilung für physisches Engineering an der Entwicklung eines Werkzeugs zur Vorhersage des mechanischen Verhaltens geklebter Verbindungen, im Rahmen des Projekts Joint Stress Analysis Tool. Integriert in ein eingebettetes System würde es das Werkzeug ermöglichen, den aktuellen Zustand der Beschädigung zu verfolgen und dem Nutzer damit eine Diagnose und eine Prognose zum Gesundheitszustandes der überwachten geklebten Strukturen zu liefern.

Aktuelle CIFRE-Doktorarbeiten

Die Herausforderung ist riesig : es geht darum, das Vertrauen der Industrie in das Kleben zu erhöhen, um die Vorteile dieser Methode mit einem hohen Grad an Zuverlässigkeit und Sicherheit in Einklang zu bringen. Ein Doktorand der Universität Toulouse III hat eine Doktorarbeit zu diesem Thema begonnen, die im Wechselspiel zwischen unserer Niederlassung in Blagnac und dem Institut Clément Ader von Toulouse durchgeführt wird.

Mit unseren in eingebetteten Systemen und der Mechanik von Strukturen spezialisierten Ingenieuren entwickelt dieser Doktorand einen System-Prototyp, der auf geklebte Verbindungen anwendbar ist. Die Untersuchungen erstrecken sich auf die experimentelle Charakterisierung, die Modellierung und Simulation des Verhaltens der geklebten Verbindungen, aber auch auf die Sensoren und deren Einsatz, ohne dass dabei die eingebetteten Systeme des betreffenden Flugzeugs, Zugs oder Automobils gestört werden. Wir sind zuversichtlich, dass die innovative Rolle der Diagnose und der Kontrolle der Industrie dabei helfen wird, mit maximaler Ruhe die Technik des Klebens ins Auge zu fassen.

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    Carlos Ribeiro Simoes
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