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Monday, September 14, 2020, Virtueller Raum 1 2:45 PM Moderne Fügetechnik - Kleben |
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Baustellenoptimiertes Schnellaushärten im Holzbau |
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Nils Ratsch / Universität Kassel
Fachgebiet für Trennende und Fügende Fertigungsverfahren, Deutschland Morten Voß* / Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Deutschland Till Vallée/ Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Deutschland Stefan Böhm/ Universität Kassel Fachgebiet für Trennende und Fügende Fertigungsverfahren, Deutschland |
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Obgleich das Kleben im Holzbau ein sehr großes Potential besitzt, ist der Klebprozess selbst sehr zeitintensiv: die üblicherweise eingesetzten 2-K Silikone, Polyurethane oder Epoxidharze benötigen unter Produktions- oder Baustellenbedingungen mehrere Stunden bis hin zu mehreren Tagen zur Aushärtung. Weiterhin sind Mindesttemperaturen einzuhalten, die auf der Baustelle nicht immer vorliegen; wenn die Temperaturen auf der Baustelle allerdings zu hoch sind, wirkt es sich negativ auf die Topfzeit der Klebstoffe aus. Hierdurch entstehen insb. KMU erhebliche Einschränkungen. Eine Möglichkeit, den Klebprozess zu beschleunigen, besteht in der Erwärmung des Klebstoffs bei der Aushärtung. Während in anderen Industrien ganze Bauteile erwärmt werden, ist dies im Bauwesen aufgrund der Bauteilgrößen oft nicht ohne weiteres möglich. Deshalb konzentriert sich die aktuelle Forschung auf die gezielte und lokalisierte Erwärmung der Klebfuge. Eine der Methoden dies zu erreichen, ist die Erwärmung von Klebstoffen mit metallischen Partikeln über elektromagnetische Induktion. Allerdings hat die induktive Erwärmung in der Vergangenheit nicht immer die in sie gesetzten Hoffnungen erfüllt. Die Problemstellungen der induktiven Erwärmung sind hier vielfältig: zum einen hat es sich in der Vergangenheit beim induktiven Tempern als (sehr) schwer erwiesen, die Temperatur in der Klebfuge zu regulieren ohne ein aufwändiges Monitoring zu betreiben. Zum anderen gibt es in der Literatur (sehr) wenige Hinweise zur Partikelauswahl und -dosierung. Das übergeordnete Ziel ist die Erarbeitung einer für KMU geeigneten praxistauglichen Prozedur zur überhitzungssicheren induktiven Schnellaushärtung von Klebstoffen (im Holzbau) zum Verkleben von nichtmetallischen Werkstoffen (Holz, GFK und Glas). Der Wärmeeintrag erfolgt dabei direkt im Klebstoff, durch Zusatz von metallischen Partikeln. Die Kontrolle des Induktionsprozesses soll dabei über den Einsatz von Partikeln bestehend aus Curie-Material erfolgen. Der Beitrag zeigt, dass das Konzept der induktiven Erwärmung mittels dem Klebstoff beigemengten Curie-Partikeln durchaus praktikabel ist. Zwei Beispiele illustrieren dies: erstens, in Holz eingeklebte GFK-Stangen, die innerhalb von 10 min, anstatt von 7 Tagen, voll ausgehärtet wurden; zweitens, Holz-Glas Klebungen, bei denen nach weniger als zwei Stunden, anstelle von 24 Stunden, eine ausreichende Handfestigkeit bereitgestellt wurde. |