Kort nieuws
Fraunhofer experimenteert met klinken en plakken
4 september 2008
Het Fraunhofer Instituut experimenteert met een techniek die lijmen en klinken combineert. Dat kan het samenstellen van nieuwe composietstructuren fors verbeteren. Een robot kan al klinknagels plaatsen. Hij moet binnenkort ook kunnen plakken.
Vliegtuigfabrikanten verbinden sinds jaar en dag het plaatwerk van hun machines met klinknagels. Voor een beetje vliegtuig zijn honderdduizenden van deze pluggen nodig. In het verleden toonde onder meer onderzoek van de TU Delft al aan dat het slaan van klinknagels in aluminium plaatwerk erg nauw komt. Bij het klinkproces vervormt de nagel. Hij drukt daarbij tegen de gatranden van de platen die hij verbindt. Het slaan van de klinknagels mag niet te zacht, maar ook niet te hard. In beide gevallen verzwakt de klinknagelverbinding. Vandaar dat dit proces intussen is gerobotiseerd.
Het Fraunhofer Instituut bouwde een robot die klinknagels kan bevestigen. In de toekomst moet deze tegelijkertijd met lijm aan de slag kunnen, zodat er minder klinknagelgaten nodig zijn.
Ondertussen komen nieuwe generaties lichtgewicht composietmaterialen op zoals Glare, een laminaat van aluminium en glasvezel dat zijn oorsprong vond aan de TU Delft. Ook worden nog lichtere structuren onderzocht, zoals koolstofvezelversterkte polymeren. Klinknagels worden nog steeds het meest gebruikt voor het verbinden van deze structuren, omdat de industrie te weinig vertrouwen heeft in lijmen.
Het slaan van klinknagels is dermate kritisch dat fabrikanten het liever niet meer aan mensenhanden overlaten. Researchers van het Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Applied Materials Research in Bremen willen deze technologie nu combineren met lijmtechnieken uit de vliegtuigbouw. Eind september demonstreren ze op de beurs Composites Europe in Bremen hun klinknagelrobot. ‘Klinknagelgaten zijn een probleem, zeker in koolstofvezelversterkte polymeren’, zegt Oliver Klapp van het Fraunhofer. ‘Ze verstoren de krachtlijnen in de polymeerstructuur en reduceren de draagkracht.’
De vliegtuigindustrie experimenteert al met lijmtechnieken. ‘Maar vliegtuigbouwers zijn nog niet klaar om volledige te vertrouwen op gelijmde componenten en constructies’, zegt Klapp. ‘Daarom kijken we naar een hybride vorm. Daarvan liggen de voordelen voor de hand, want door de twee technieken naast elkaar te gebruiken, hoeven we de polymeercomposieten niet te doorzeven met klinknagelgaten. Dat geeft een veel betere verdeling van krachten.’
Het Fraunhofer zegt momenteel de parameters van dit verbindingsproces te optimaliseren. ‘Voorlopig worden klinknagels niet geëlimineerd bij de constructie van vliegtuigen’, zegt Klapp. ‘Maar de luchtvaartindustrie zal spoedig structurele lijmtechnieken nodig hebben om zijn elementaire structuren als vleugels en staartstukken te verbinden.’