Vibrationsfügen thermoplastischer Verbindungselemente auf duromeren kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen

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Unter dem Vibrationsfügen wird das Schmelzkleben eines glasfaserverstärkten thermoplastischen Werkstoffs auf einem duromeren CFK verstanden. Die Wärmeeinbringung in die Fügezone der Werkstoffe erfolgt über die Reibschweißbewegung einer Reibschweißmaschine. Diese Arbeit untersucht das Wirkprinzip des Vibrationsfügens und die Adhäsionsbildung in der Grenzschicht der Verbindung. Es wird ein möglicher schädigender Einfluss des Verfahrens auf das duromere CFK analysiert. Nach den grundlegenden Untersuchungen wird das Vibrationsfügen zu einer in der Serienfertigung anwendbaren Fügetechnologie weiterentwickelt. Dafür werden Verbindungselemente und Fügenähte konstruiert und mit unterschiedlichen Reibschweißverfahren geprüft. Aus den Versuchen werden Richtlinien für eine optimale Prozessgestaltung abgeleitet. Abschließend wird die Anwendbarkeit des Vibrationsfügens unter seriennahen Bedingungen experimentell erprobt und bewertet. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung und Charakterisierung des Vibrationsfügens von thermoplastischen Verbindungselementen an duromeres CFK.