Deutsche Wissenschaftler entwickeln Hightemp-Metall-Velcro für den industriellen Einsatz

Die moderne Ingenieurwissenschaft steht vor anhaltenden Herausforderungen bei traditionellen Verbindungsmethoden wie Schweißen, Schrauben und Nieten. Diese Techniken versagen oft unter extremen Bedingungen – hohe Temperaturen mindern die Materialfestigkeit, schwere Lasten bergen das Risiko von Strukturversagen und häufige Demontageanforderungen erhöhen die Komplexität der Wartung.

Das Forschungsteam der Technischen Universität München hat diese Herausforderungen mit seiner innovativen "Metaklett" (Metall-Klettverschluss)-Technologie gemeistert und eine bahnbrechende Leistung in Bezug auf Haltbarkeit und Bedienkomfort erzielt.

Das System besteht aus zwei komplementären, 0,2 mm dicken Lochblech-Federstahlkomponenten:

• Bürstenstruktur: Enthält dichte, elastische Stahlborsten, die für Dämpfung und Haftung sorgen
• Scharfe Zackenstruktur: Enthält scharfe, präzise angeordnete Zähne, die sich mechanisch mit den Bürstenelementen verzahnen

Beim Zusammenpressen erzeugen diese Komponenten eine robuste mechanische Verbindung durch Mehrpunktverriegelung, die die Belastung effektiv über die Verbindung verteilt.

Die Federstahlkonstruktion behält ihre strukturelle Integrität bei 800°C und übertrifft damit herkömmliche Materialien wie Kunststoffe oder Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt, die unter thermischer Belastung degradieren. Spezielle Legierungs- und Wärmebehandlungsverfahren ermöglichen diese bemerkenswerte Temperaturbeständigkeit.

Labortests zeigen eine senkrechte Tragfähigkeit von 35 Tonnen/m² – weit mehr als herkömmliche Befestigungselemente. Diese Festigkeit ergibt sich aus der hochdichten mechanischen Verriegelung zwischen Zacken und Borsten, die gemeinsam enorme Belastungen verteilen.

Ähnlich wie herkömmliche Klettverschlüsse ermöglicht die Metallversion eine werkzeuglose Trennung und Wiederverwendung, was die Wartungseffizienz erheblich verbessert. Die erstmalige Verwendung führt zu einer geringfügigen Festigkeitsreduzierung, da sich die Komponenten einlaufen, aber die Leistung stabilisiert sich für eine langfristige Zuverlässigkeit.

Ideal für schwere Maschinen, die in rauen Umgebungen (hohe Temperaturen, korrosive Bedingungen) häufig demontiert werden müssen, wodurch Ausfallzeiten während der Wartung reduziert werden.

Die Hitzebeständigkeit der Technologie eignet sich für Flugzeugtriebwerkskompartimente und Raketenkomponenten, während ihre leichten Eigenschaften die Kraftstoffeffizienz verbessern. Die schnelle Demontagefähigkeit vereinfacht die Wartungsverfahren.

Mögliche Anwendungen sind Befestigungselemente im Motorraum, Verbindungen für Abgasanlagen und temporäre Karosseriebefestigungen während der Montage. Die Wiederverwendbarkeit kommt sowohl Produktionslinien als auch Werkstätten zugute.

Sterilisationsbeständige Verbindungen für Geräte, die autoklaviert werden müssen, sowie sichere Befestigungselemente für Geräte, die Körperflüssigkeiten oder Medikamenten ausgesetzt sind.

HLK- und Sanitärsysteme würden von leicht zu wartenden, langlebigen Verbindungen für Kanäle und Rohre in Gewerbebauten profitieren.

Während Tests mit gerichteter Belastung eine Haltekraft von 7 Tonnen bei 90° Winkeln zeigen, erfordert eine optimale Leistung eine korrekte Ausrichtung mit den primären Kraftvektoren. Die langfristige Zuverlässigkeit unter verschiedenen Umweltbedingungen erfordert weitere Feldtests. Die aktuellen Produktionskosten können die Einführung einschränken, aber Skaleneffekte und Prozessoptimierung sollten die Erschwinglichkeit verbessern.

Standardisierungsbemühungen und branchenübergreifende Zusammenarbeit werden die technologische Reifung beschleunigen. Eine potenzielle Integration mit intelligenten Überwachungssystemen könnte eine Echtzeitbewertung der Verbindungsintegrität ermöglichen.

Die Metaklett-Innovation stellt einen Paradigmenwechsel in der mechanischen Verbindungstechnologie dar, der die Leistung unter extremen Bedingungen mit operativer Einfachheit kombiniert. Mit fortschreitender Entwicklung könnte diese Technologie die Verbindungsstandards in verschiedenen Branchen neu definieren und Lösungen bieten, bei denen herkömmliche Methoden versagen.