Mechanisches Fügen und Hybridfügen von Metall-Kunststoff-Hybriden mit Metallen

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AiF-Nr.:

18799N

EFB-Nr.:

19/213

Kurztitel:

Hybridfügen Sandwich-Metall

Laufzeit:

01.10.2015 - 30.09.2017

Forschungsstelle:

LWF Paderborn


18799

Projektbeschreibung

Metall-Kunstoff-Hybride aus sehr dünnen metallischen Deckschichten und einem massiven Kern aus Polymerwerkstoffen, ggf. mit Faser-Verstärkung, bieten ein enormes Leichtbaupotenzial für die blechverarbeitende Industrie (Automobilbau, Fassadenbau, allgemeiner Anlagenbau) und ermöglichen durch eine geschickte Komposition des Aufbaus und durch eine intelligente Kernmaterialiauswahl die Realisierung verschiedener erwünschte Eigenschaften. Die innovativen Hybridwerkstoffe werden trotz ihres Leichtbaupotentials im Fahrzeug- und allgemeinen Stahl- und Fassadenbau daher bisher in vergleichsweise sehr geringem Umfang eingesetzt, da hinsichtlich der fügetechnischen Verarbeitung noch zahlreiche Herausforderungen bestehen, da typische Fügeverfahren in der Blechverarbeitung wie Widerstandspunktschweißen aufgrund des nicht leitfähigen Kerns der Sandwiche nicht oder nur mit Hilfsmitteln eingesetzt werden können. Mechanische Fügeverfahren bieten dagegen ein hohes Potenzial zum Verbinden von Sandwichwerkstoffen mit monolithischen Blechen, allerdings können durch Relaxation und Kriechen des Polymerkerns der Sandwiche starke Klemmkraftverluste auftreten, deren Auswirkungen bislang nicht untersucht worden sind. Eine sichere Auslegung von Verbindungen ist daher bislang nicht möglich.
Ziel des Vorhabens ist es, durch systematische Untersuchungen und Weiterentwicklungen tragfähige und klemmkraftsichere, aber gleichzeitig kostengünstige Verbindungen zwischen Sandwichwerkstoffen und typischen Stahl und Aluminiumblechen zu realisieren und anschließend deren Eigenschaften zu charakterisieren. Fügesystemanbieter, Halbzeughersteller und Anwender, darunter viele KMU, profitieren von den Ergebnissen, da sie den Wettbewerbsvorsprung der Unternehmen im Bereich des Leichtbaus und zugehöriger Verarbeitungstechnologien sichern und ausbauen. Durch die Integration der Projektergebnisse in ein Merkblatt werden KMU befähigt, ihre Produkte durch den Einsatz innovativer Sandwichwerkstoffe zu verbessern.


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