HS Hamm-Lippstadt entwickelte bauteilschonendes Entfügen von Klebeverbindungen durch Kälte
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Hamm-Lippstadt, den 17. Mai 2022. Für eine nachhaltige Mobilität ist ein verantwortungsvoller Umgang mit Ressourcen entscheidend. Neben einer intelligenten Kreislaufwirtschaft, die auf ein effektives Recycling von Werkstoffen und Komponenten setzt, müssen auch nachhaltige Wertschöpfungsketten geschaffen werden. Was eignet sich dabei besser, als die Aufbereitung und Reparatur bereits bestehender Bauteile? Forschende der Hochschule Hamm-Lippstadt (HSHL) und der Universität Paderborn haben gemeinsam eine Erfindung getätigt, die das zerstörungsfreie Lösen von Klebverbindungen ermöglicht. Dieses patentierte Verfahren wurde nun an die mycon GmbH verkauft.
Nachhaltig: Reparatur, Wartung und Instandsetzung
Karosserien, Batteriegehäuse oder auch Bauteile im Luftfahrzeug- und Schienenbau sind heutzutage häufig stoffschlüssig geklebt. Um diese unter Nachhaltigkeitsaspekten reparieren, warten und instandsetzen zu können, müssen die Klebverbindungen gelöst werden. Stand heute werden für diesen Entfügeprozess Bauteile lokal erwärmt, beispielsweise mit Heißluftgebläsen oder Infrarotstrahlern. Diese Erwärmung geschieht jedoch teilweise ungezielt. Die Komponenten können durch die Hitze beschädigt werden, ein erneutes Kleben oder Weiterverwenden ist dann häufig nicht mehr möglich.
Die Forscher Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut, Dr.-Ing. Marc Wünsche und Dr.-Ing. Jan Ditter der Universität Paderborn haben zusammen mit Prof. Dr.-Ing. Michael Wibbeke der Hochschule Hamm-Lippstadt einen alternativen Ansatz für das Lösen von Klebverbindungen entwickelt: Das neue Verfahren basiert darauf, die im Klebstoff enthaltenen Elastomere bei niedrigen Temperaturen zu verspröden und so die Trennung mit einem kurzen starken Impuls möglich zu machen. Die Klebverbindung wird dazu auf bis zu -80 °C gekühlt. Die Materialien werden dann durch das spröde Bruchverhalten werkstoffschonend getrennt, die Teile können anschließend wieder verwendet und beispielsweise neu geklebt werden.
Anhand von dynamisch-mechanisch-thermischen Analysen (DMTA) und weiteren Materialcharakterisierungsuntersuchungen konnte an der HSHL eine derartige Versprödung nachgewiesen werden und die notwendigen Tieftemperaturbereiche für die jeweiligen Klebstoffe eingegrenzt werden. Dynamisch-mechanisch-thermische Analysen dienen dem Verständnis des mechanischen Verhaltens von Polymeren bzw. Klebstoffen in Abhängigkeit der Temperatur bei dynamischer Belastung. Dabei lässt sich unter anderem die Glasübergangstemperatur eines Klebstoffes identifizieren. Unterhalb dieser Temperatur ist der Klebstoff glasartig und spröde.
Starke Partnerschaft zwischen Wissenschaft und Industrie
Um dieses Verfahren industriell nutzen zu können, haben die Forscher eine spezielle Vorrichtung zur Tiefkühlung mit flüssigem CO2 entwickelt. Das CO2 aus einer Druckflasche wird gezielt an die zu kühlende Klebverbindung geleitet. Die Forscher haben zusätzlich ein flexibles Kopfstück entworfen, mit dem auch gekrümmte Teile gekühlt werden können. Das Kopfstück wird durch Magnete an Stahlbauteilen gehalten oder kann an die zu kühlende Stelle gedrückt werden. Die mycon GmbH hat die Erfindung bereits in die Praxis gebracht: “Wir haben ein Entfügesystem entwickelt, welches auf den Arbeiten der Forschergruppe beruht und sich auch aus dem wertvollen Austausch mit den Forschern speist. Wir konnten die Entwicklungen mit unseren eigenen Patenten und Innovationen kombinieren und haben ein System erarbeitet, das Reparaturen und Recyclingmaßnahmen erheblich vereinfacht”, so Geschäftsführer Oliver Kipp. “Wir sind sehr froh, eine so starke Partnerschaft zwischen Wissenschaft und Wirtschaft aufgebaut zu haben.” Die Bielefelder mycon GmbH, spezialisiert im Bereich Entwicklung, Produktion und Vertrieb von Produkten und Automatisierungstechniken im Bereich der Industriereinigung, nutzt das System zum Entfügen von Klebverbindungen von Fahrzeugkarosserien. Weitere Einsatzmöglichkeiten werden die Hochschule Hamm-Lippstadt, die Universität Paderborn und die mycon GmbH gemeinsam entwickeln: Auf Basis der erfolgreichen Zusammenarbeit wurde ein Antrag bei der Fördermaßnahme “Auf dem Weg zur nachhaltigen Mobilität durch kreislauffähige Wertschöpfung” beim Bundesministerium für Bildung und Forschung eingereicht.
Ansprechpartnerin:
Hochschule Hamm-Lippstadt
stellv. Leiterin Kommunikation und Marketing
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