Effizientes geometrievariables Fügen von Metall/FKV-Strukturen mittels induktivem Kontaktfügen

Projektbeschreibung

Simulation des induktiven Erwärmungsprozesses

Das in dem Forschungsprojekt entwickelte induktive Kontaktfügen eignet sich zur flexiblen, materialgerechten, schnellen und wirtschaftlichen Verbindung von thermoplastischen Faser-Kunststoff-Verbunden und Metallen. Anvisiert wird im Projekt ein Sprung von TRL 3 auf 5.

Neben der Eignung zur wirtschaftlichen Herstellung punktförmiger Verbindungen soll in prozess und werkzeugbezogenen Untersuchungen die Herstellbarkeit von linienförmigen und 3D-konturierten Verbindungen untersucht werden.Forschungsbedarf besteht insbesondere hinsichtlich der Konzeption und Auslegung der neuartigen Induktorwerkzeuge und der Identifikation von materialspezifischen Herstellungsparametern.

Neben der Zugscher- und Schälfestigkeit soll auch die Witterungsbeständigkeit und der Einfluss unterschiedlicher Oberflächenvorbehandlungsmaßnahmen analysiert werden. Dabei ist zu prüfen, ob bereits durch einen oberflächennahen Temperatureintrag mittels Induktor, eine ausreichende und reproduzierbare Reinigung der Fügezone erzielbar ist.

Die von den Ergebnissen profitierenden Nutzerkreise finden sich entlang der gesamten Wertschöpfungskette zur Herstellung leistungsfähiger Metall/FKV-Mischbauweisen. Aufgrund des vergleichsweise jungen Technologiefelds wird diese derzeit von KMU dominiert. Bei erfolgreicher Umsetzung profitieren diese von einem wesentlichen Know-how-Vorsprung bezüglich einer wirtschaftlichen, flexiblen und reproduzierbaren Herstellung von FKV/Metall-Bauteilen. Zudem werden neue Bauweisen ermöglicht, da Fügezonen deutlich flexibler gestaltet werden können. Ein weiterer Vorteil für KMU sind die geringen Investitionskosten, im Bereich von 0,5 – 2 T€ für den Induktor und ca. 5 – 15 T€ für den notwendigen 10 kW HF oder MF-Generator.