Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGPDie Klebtechnik bietet als Fügeverfahren auch in der maritimen Industrie große Vorteile. Aufgrund von Alterungsprozessen, die in der realen Anwendung unvermeidbar sind, müssen bei der Auslegung von Klebverbindungen stets Abminderungsfaktoren für die mechanischen Eigenschaften berücksichtigt werden. Derzeit existieren keine definierten oder genormten Alterungszyklen für die Gegebenheiten im Schiffbau, zur Alterung von Klebverbindungen. Der Einsatz der Klebtechnik in der maritimen Industrie ist dadurch nur mit enormem Aufwand möglich und somit stark gehemmt.
Problemstellung
Beim Einsatz von (polymeren) Klebstoffen unter maritimen Bedingungen kommt der Degradation von Klebverbindungen durch Alterung infolge der harschen Umgebungsbedingungen eine wesentliche Bedeutung zu. Zur Nachweisführung von Klebverbindungen fehlt es jedoch derzeit an zuverlässigen, alterungsbedingt abgeminderten Klebstoffkennwerten und/oder Auslagerungsversuchen von geklebten Bauteilen/Komponenten, die möglichst wirklichkeitsgetreu die geplante Betriebsphase widerspiegeln. Es gibt z.Zt. keine Regelung zur Ableitung, Definition und Durchführung validierter beschleunigter Alterungsprozeduren von Klebverbindungen für den Einsatz in der maritimen Industrie.
Zielstellung und Lösungsweg
Ziel ist es, durch die Identifikation der, für die Alterung von Klebverbindungen relevanten Parameter, beschleunigte Laboralterungsprozeduren nachzuweisen, mit deren Hilfe die Beständigkeit von Klebverbindungen unter maritimen Einsatzbedingungen nachgewiesen werden kann.
Zu diesem Zweck wurden zunächst die Alterungsbedingungen für verschiedene Zonen auf Schiffen klassifiziert und Messungen durchgeführt, um die Umgebungsbedingungen genauer zu spezifizieren. Nachdem Probenformen, Beobachtungsgrößen etc. festgelegt wurden, starteten Feldalterungen unter vier verschiedenen Bedingungen. Parallel starten die Laboralterungen. Derzeit wird die Auswirkung einzelner Einflussfaktoren wie z.B. Feuchtigkeit und Salz betrachtet. Auf dieser Basis werden anschließend Bedingungen für die Schnellalterung ausgewählt und erprobt. Nachfolgend erfolgt die Anwendung der beschleunigten Laboralterung über einen Zeitraum von mehreren Monaten. Eine Validierung der Äquivalenz von Feldalterung und der beschleunigten Laboralterung erfolgt nach Abschluss der Feldalterung. Die Ergebnisse fließen in den Entwurf einer Richtlinie zur Ermittlung von alterungsbedingten Abminderungsfaktoren für Klebverbindungen im Schiffbau ein.
Nutzen
Auf Basis der Ergebnisse werden beschleunigte Laboralterungsverfahren definiert, die dem Anwender letztendlich eine abgesicherte Auslegung und damit den Einsatz klebtechnischer Lösungen in der schiffbaulichen Fertigung, Ausrüstung und Reparatur erlauben. Dies ermöglicht insbesondere KMU einen einfachen und sicheren Einsatz von Klebverbindungen in der maritimen Produktion.