Erweiterung der Verfahrensgrenzen des Clinchens durch Voreinprägen

Projektbeschreibung

Prinzipskizze des Clinchens mit Voreinprägen

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erweiterung der Verfahrensgrenzen des Clinchens durch ein zusätzliches Voreinprägen der Fügeteile, welches mithilfe eines geteilten Stempels direkt vor dem eigentlichen Fügen durchgeführt wird. Dadurch soll sowohl bei der für das Clinchen untypischen Fügerichtung „dünn in dick" die Halsdicke und damit die Scherfestigkeit der Clinchverbindungen gegenüber dem konventionellen Clinchen gesteigert als auch die Möglichkeit zur adaptiven Prozessregelung geschaffen werden.

Dadurch werden den Systemanbietern (KMU) Möglichkeiten aufgezeigt, das Portfolio zu erweitern und somit die Wettbewerbsfähigkeit bewahrt und ausgebaut werden kann. Im Laufe des angestrebten Forschungsvorhabens werden die optimalen Prozessparameter sowohl für die neue Verfahrensvariante als auch des konventionellen abgesetzten Stufenstempels anhand numerischer Sensitivitätsanalysen bzw. Optimierungen ermittelt.

Des Weiteren erfolgen der Vergleich der Fügepunktausbildung sowie Verbindungsfestigkeiten zwischen dem elementaren und hybriden Clinchen mit Voreinprägen sowie dem konventionellen Clinchen (einfacher und Stufenstempel) anhand experimenteller Versuche. In allen Betrachtungen kommen matrizenseitig sowohl starre als auch radial öffnende Werkzeuge zum Einsatz. Vor allem bei den Anwendern der Clinchtechnologie, insbesondere bei KMU wird somit neues Basiswissen geschaffen und folglich die deutsche Industrie gestärkt.

Auf Basis aller im Forschungsvorhaben gewonnener Erkenntnisse werden bestmögliche Fügepunktausbildungen sowie die dazugehörigen Werkzeuge präsentiert. Anlagenkonzepte für eine Umsetzung der neuen Verfahrensvariante in der Produktion werden erarbeitet und darüber hinaus eine demonstrationsfähige Anlage aufgebaut. Bei den KMU Systemanbietern wird von der Gewinnung von Neukunden ausgegangen, da für das typischerweise bei der Fügerichtung "dünn in dick" eingesetzte Stanznieten alternativ das kostengünstigere Clinchen eingesetzt werden kann.