Verbindungstechnik

Der Kompetenzbereich Verbindungstechnik beschäftigt sich mit der Auslegung und der Herstellung innovativer Produkten und Strukturen, wo die Klebe- und die Schweisstechnik eine Schlüsselrolle spielen.

Da steht die Verklebung von vielerlei Werkstoffkombinationen und das Schweissen von Thermoplasten im Vordergrund.
Komplexe und innovative Leichtbauprodukte werden in der Multimaterialbauweise durch die richtige Fügetechnik möglich. Dieser interdisziplinäre Ansatz ermöglicht intensiven Kundenkontakt mit der Industrie.

Kernkompetenzen

  • Auswahl von Fügeverfahren
  • Materialauswahl und Auslegung von Fugen
  • Werkstoff- und Bauteilprüfung
  • Dimensionierung mit analytischen und numerischen Methoden (FEM)
  • Stoffdatenermittlung: Direkte und inverse Identifikation von Materialparametern für analytische Berechnungen und FEM
  • Gefüge- und Schadensanalyse 

Schweissanlagen für Kunststoffbauteile

  • Laserschweissanlage – Leister, Novolas WS-AT
  • Ultraschallschweissanlage:
    Rinco Ultrasonic, Rinco Standard 3000
    Hermann Ultrasonic, HiQ Dialog
  • Heissplattenschweissanlage – Selbstgebaute Anlage mit unabhängig beheizbaren Platten, 300x300mm, bis 300°C
  • Induktionsschweissanlage – Selbstgebaute Anlage mit Generator EW050T von IFF GmbH und verschiedenen Spulengeometrien
  • Muffenschweissgerät – Aquatherm, AQ 63 TF

Klebstoffvorbereitung

  • SpeedMixer DAC 150.1 FVZ
  • Vorheizgerät für Klebstoffkartuschen
  • Diverse Klebepistolen für 1K und 2K Klebstoffen
  • Industrielle Luftdruckheisspistole für Hotmelt

Analyse der Oberfläche Benetzung/Adhäsion

  • MSA (Mobile Surface Analyser)

Oberflächen Vorbereitung

  • Reinigungsmittel und Aktivatoren
  • Sandstrahlen
  • Schleifmaschine

Oberfläche Vor- und. Nachbehandlung

  • Plasmagerät – Piezobrush® PZ2-i
  • Niederdruck Plasma Kammer – Diener electronics, ATTO
  • Handbeflammungsgerät SurA FB 07 Pyrosil
  • Diverse Primer

Aushärtung von Klebstoffen

  • Diverse Öfen bis 300°C

Schweissvorrichtungen, Klebe- und Prüfvorrichtungen

  • Zugprüfungen
  • Zugscherprüfungen
  • Zugschälprüfungen
  • Thick Adherend Shear Test (TAST)
  • Stumpfgeklebte Zugproben (SZ)
  • Double Cantilver Beam (DCB)
  • End-Notched Flexure Test (ENF)
  • MMB Test (Mixed Mode Bending)
  • Keilschlag Test (Wedge impact method nach ISO 11343)
  • Planar Test (für Elastomere)
  • Biaxial Test (für Elastomere)
  • Volumetrische Druck-behinderte Test-Prüfung für elastische Klebstoffe (für Elastomere)
  • Prüfvorrichtungen für die Prüfungen von T-Stoss Fallstudien

Messungen von Dehnungen und Dehnungsfeldern

  • Digital Image Correlation System (DIC) Aramis 3D GOM

Messungen des thermischen Ausdehnungskoeffizienten

  • Selbstgebaute Anlage, Temperaturbereich von -10°C bis +120°C

Mechanische Prüfungen von Verbindungen

  • Zugprüfanlagen Shimadzu AGX 500N, 10kN, 50kN, 250kN (Temp. Bereich: -60°C – 250°C)
  • Pneumatisch Ermüdungsprüfmaschine Dynamess
  • Ermüdungsprüfanlage Sincotec
  • IPT, Zeitstand Prüfmaschine (Kriechen, Relaxation)
  • Salzsprühnebelanlage
  • Klimakammer (Temp. plus Feuchtigkeit), CTS C40/200 (Temp. Bereich: -40°C – 180°C)
  • Crashtürme mit Highspeed Kamera (Energie: 75J und 300J)

Berechnungen und FE-Simulation

  • Analytische Berechnungen mit Sicherheitsfaktor für eine schnelle Auslegung der Fügezone
  • FE-Simulation anhand komplexen, nicht-linearen Modellen bis zum Bruch der Fügezone:
    TAPO Model (LS-Dyna)
    Cohesive Zonen Modell (LS-Dyna, Ansys, MSC Marc Mentat)
  • Simulation des Fliessverhaltens von Klebstoffen (z.B Carrau Model)
  • Inverse Identifikation Verfahren von Materialparametern mit LS-OPT

Sika, 3A und HSR

Swiss Technology Award 2019

Fachbücher

2011

JY. Cognard, L. Sohier, P. Jousset, R. Créac'Hcadec, M. Rachik: Experimental analysis of the mechanical behaviour of a ductile adhesive in a bonded joint under proportional tensile-shear loads, Adhesives: Types, Mechanics and Applications (on invitation only), Chapter 1, pp 1-45

Fachzeitschriften

2021

Das Laserschweissen zeigt sein Potenzial
Stephan Deola¹, Jennifer Schmid¹, Stefan Popovi?¹, Stefan Rutzer¹, Prof. Dr. Pierre Jousset¹ (¹IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung, OST Ostschweizer Fachhochschule, Rapperswil-Jona): Das Laserschweissen zeigt sein Potenzial, KunststoffXtra 04/2021, Seite 25-27

Automatisierung der Primerauftragung
Peter Georg Florin¹, Pascal Kundert², Stefan Rutzer¹, Prof. Dr. Pierre Jousset¹ (¹IWK Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung, OST Ostschweizer Fachhochschule, Rapperswil-Jona, ²Kundert AG Kunststofftechnik, Jona): Automatisierung der Primerauftragung, KunststoffXtra 1-2/2021, Seite 6-8

2020

Auslegung von Multi-Material-Bauteilen
Prof. Dr. Pierre Jousset¹, Stefan Rutzer¹ (¹ IWK, Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung Rapperswil): Auslegung von Multi-Material-Bauteilen, KunststoffXtra 10/2020, Seite 52-54

Ein Leitfaden für die Praxis
Prof. Dr. Pierre Jousset¹, Prof. Dr. Markus Henne², Prof. Dr. Niedermeier³ (¹ Fachbereichsleiter Verbindungstechnik, IWK, HSR Rapperswil, ² Fachbereichsleiter Mechanische Systeme, IWK, HSR Rapperswil, ³ Prof. Dr.-Ing. Michael Niedermeier, Leiter Steinbeis-Innovationszentrum Werkstoff- und Oberflächentechnologie Friedrichshafen und Leiter Werkstoffprüflabor der Hochschule Ravensburg-Weingarten RWU), KunsstoffXtra 4/2020, Seite 34-37

2019

Dynamisch-mechanische Analyse am Glasübergang
Claudio Corbisieri ¹, Prof. Dr. Pierre Jousset ¹ (¹ IWK, Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung Rapperswil): Dynamisch-mechanische Analyse am Glasübergang, KunststoffXtra 10/2019, S. 46-47

Grosse Kunststoffteile additiv hergestellt, Ultraschallschweissen macht’s möglich
Prof. Dr. Pierre Jousset ¹,Pascal Schiesser ¹, Mauritius Mazenauer ² (¹ IWK, HSR Rapperswil, ² Prodartis AG): Grosse Kunststoffteile additiv hergestellt, Ultraschallschweissen macht’s möglich, KunststsoffXtra 5/2019, S. 10-11

Induktionsschweissen von PE-Rohren
Prof. Dr. Pierre Jousset ¹, Lukas Grab ¹, Nico Lipp ¹, Dirk Petry ², Stefan Schöller ², Oliver Trefz ² (¹ IWK, Institut für Werkstofftechnik und Kunststoffverarbeitung, ² Co-Autoren Dirk Petry, GF Piping Systems, Schaffhausen): Induktionsschweissen von PE-Rohren, KunststoffXtra 3/2019, S. 14-15

Fachvorträge

2019

Jousset, P.: Experimental testing and finite element simulation of adhesively bonded joints: application to the automobile and transportation industry, 7th China International Bonding Conference, Hangzhou, 3.-5. 11.2019

Jousset, P., Corbisieri, C., Stapf, D., Popović, S., Mathews, O., Feldhaus, S., Barandun, G. A.: Performance increase in continuous casting of steel using adhesive bonding, 1st International Conference on Advanced Joining Processes 2019, Ponta Delgada. 24. – 25.10.2019

Rutzer, S., Lipp, N., Grab, L., Petry, D., Scholler, S., Jousset, P.: Induction welding of polyethylene pipes, 1st International Conference on Advanced Joining Processes 2019, Ponta Delgada. 24. – 25.10.2019

Popović, S., Schiesser, P., Mazenauer, M., Jousset, P.: Ultrasonic welding of additively manufactured polyamide 12 components, 1st International Conference on Advanced Joining Processes 2019, Ponta Delgada. 24. – 25.10.2019

Popović, S.: Induktionsschweissen von Kunststoffrohren, 14. Rapperswiler Kunststoff-Forum, HSR Hochschule für Technik Rapperswil. 05.09.2019

Jousset, P., Rutzer, S., Häusler, M.: Einfluss der Niederdruckplasmavorbehandlung auf die mechanischen Eigenschaften verklebter Kunststoffbauteile, Winterthurer Klebstofftagung, Winterthur, 20.08.2019

Jousset, P.: Auslegung und Berechnung von Klebverbindungen – Theorie und Beispiele aus der Industrie, Klebtechnisches Kolloquium 2019, Übach-Palenberg. 03.07.2019

Jousset, P.: Digital twins for the design of adhesively bonded products and structures, CC Schweiz – Gemeinsame Sitzung der 3er-CCev-AG, Basel. 25.06.2019

Jousset, P.: Nichtlineare Finite-Elemente Simulation von elastischen Klebverbindungen, CADFEM ANSYSY Simulation Conference, HSR Hochschule für Technik Rapperswil. 19.06.2019

Jousset, P.: Lifetime prediction and wind energy, Swiss Energy Forum, HSR University of Applied Sciences Rapperswil. 15.05.2019

Jousset, P.: Welcome to IWK, Showcasing Swiss expertise in motorsports and excellence in innovation, Hinwil. 29.04.2019