Funktionsstrukturen in Sandwichbauweise durch Kragenziehen mit verlorenen Stempeln

Projektbeschreibung

„Kragenziehen mit verlorenen Stempeln" beispielhaft für ein Bolzenelement

Im dem Projekt wird die Thematik des Fügens von Sandwichblechen unter Berücksichtigung der werkstoffspezifischen Herausforderungen adressiert. Im Fokus stehen spezielle Fügeelemente, die als „verlorene" Kragenziehstempel dienen und so werkstoffgerechte Anbindungsstellen schaffen. In diesen erfolgt die Krafteinleitung maßgeblich über die Deckbleche, wodurch der negative Einfluss der meist polymeren Kernschichten auf die Verbindungsfestigkeit deutlich reduziert werden kann.

Durch die Integration des Fügevorgangs in Umformprozesse ist eine wirtschaftliche Herstellung der Fügeverbindung realisierbar. Weiterhin sind aufgrund der Verwandtschaft des Verfahrens mit etablierten Fügetechnologien wie Clinchen und Stanznieten an gängigen Fügeanlagen und Werkzeugsystemen lediglich geringe Anpassungen nötig, was insbesondere für KMU von großem Interesse ist.

Aufbauend auf den Ergebnissen des vorhergehenden Forschungsvorhabens „Kragenziehen von Sandwichblechen" wird ein bestehendes, parametrisches FE-Modell erweitert, um den Fügeprozess und nicht axialsymmetrische Geometrien abzubilden. Anhand des Modells erfolgen die Optimierung der Fügeelemente und die Prozessauslegung, wobei eine frühzeitige Validierung des Konzepts durch Versuche mit Fügeelement-Prototypen vorgesehen ist. Im Anschluss an die Entwicklung und Inbetriebnahme des Versuchswerkzeugs werden die Einflüsse der wesentlichen Geometrie- und Prozessparameter experimentell untersucht und die vielversprechendsten Varianten identifiziert. Diese werden im Folgenden Dauerfestigkeits- sowie Korrosionsprüfungen unterzogen und zur Fertigung eines Technologiedemonstrators
genutzt.