Projekte

Mikrokonnect

Mikrostrukturierte Oberflächen zum flächigen Fügen von Bauteilen (Mikrokonnect)

Programm: KMU-innovativ: Produktionsforschung
Bekanntmachung: KMU-innovativ (bis 2015)
Wettbewerb: 12. Runde, Stichtag 15.04.2013

Kurzbeschreibung:
Um das Potenzial leichter materialien zu nutzen sind im bereich Automobil-, Luftfahrt- und Konsumgüterindustrie neue, innovative Fügeverfahren notwendig. besonders attraktiv sind dabei klebstofffreie Verfahren. Ziel des Vorhabens ist es, durch die Erzeugung mikrostrukturierter Oberflächen adhäsive Eigenschaften zu erzielen, die geeignet sind, als Fügetechnik industriell genutzt zu werden.dazu müssen diese haftsysteme großflächig und wirtschaftlich herstellbar sein.Als Vorlage sollen bionische Strukturen genutzt und adaptiert werden.Die verbindung erfolgt dabei rein mechanisch.

Projektdauer: 01.01.2014 − 30.06.2016

Projektkoordinator:
Frank Nußbäumer
Bishop GmbH - Aeronautical Engineers
Telefon: +49 40 743646-15
E-Mail: nussbaeumer.frank@bishop-gmbh.com

Ansprechpartner bei PTKA:
Dr. Michael Große
Telefon: +49 721 608-25192
E-Mail: michael.grosse@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemstellung
Fügetechniken im Flugzeugbau müssen vielfältige Anforderungen erfüllen. Sie müssen zuverlässig, leicht, flammhemmend und oft auch lebensmittelecht sein. Bisher eingesetzte Klebeverbindungen benötigen Zusatzstoffe, können nur bestimmte Kunststoffe verbinden und sind nicht mehr lösbar. Die Natur zeigt Hafttechniken ohne Klebstoff, wie bei Geckos oder Spinnen, die die Anforderungen weit besser erfüllen können. Künstliche Haftsysteme nach diesem Vorbild können in der Industrie aber nur genutzt werden, wenn es gelingt, hochwertige Mikrostrukturen kostengünstig zu produzieren. Dabei sind große Haftflächen notwendig, um ausreichende Verbindungskräfte zu übertragen.

Projektziel und Vorgehensweise
Im Projekt Mikrokonnect werden Herstellungsmethoden zur Mikrostrukturierung von Oberflächen untersucht. Mikrostrukturierten Oberflächen wirken ähnlich wie Klettverschlüsse. Kleinste Hinterschnitte erzeugen eine mechanische Verkrallung. Die Innovation besteht darin, dieses Prinzip auf eine extrem steife Oberfläche zu transferieren, zu miniaturisieren und kostengünstig in die Oberfläche direkt einzubringen. Um möglichst kleine Strukturen zu erschaffen, werden definierte Werkstoffoberflächen mit Hilfe des Laserabtragens bearbeitet. Dieses Verfahren ermöglicht Genauigkeiten bis zu 10 ¿m ohne Toleranzunterschiede durch eine Werkzeugabnutzung, wie z.B. beim CNC Fräsen. Innerhalb des Vorhabens werden auf verschiedenen Metallen und Kunststoffen mikrostrukturierte Oberflächen erzeugt und ihre Haftkraft ermittelt.

Anwendungspotential und zu erwartende Ergebnisse
Die Industrielle Nutzbarkeit wird am Beispiel eines Luftfahrt-Catering-Trolleys demonstriert.
Bei der Neugestaltung der Trockeneisschublade und der Trolleyrückwand können nun Werkstoffe zum Einsatz kommen, die über die für die jeweiligen Anforderungen optimale Funktionalität verfügen, bisher aber nicht kombinierbar waren. Das neue Verfahren überwindet damit bisherige Systemgrenzen und stellt für eine Vielzahl von Anwendungen, nicht nur in der Luftfahrtindustrie eine erhebliche Verbesserung dar.

Publikationen

KMU-innovativ "Forschung für die Produktion von morgen"
Erscheinungsjahr: 2014
Beschreibung: Die Broschüre informiert über das Forschungsförderprogramm und laufende Forschungsvorhaben von produzierenden KMU. Für Unternehmen, die auf den dargestellten Fach- und Forschungsgebieten kooperieren möchten, dient die Broschüre als Basisinformation.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
+49 (0)721 608-992003

info@ptka.kit.edu
Standort Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Susanne Zbornik

+49 (0)721 608-25281
susanne.zbornik@kit.edu

Sekretariat Standort Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu