Umformthermofügen von Metall & FKV mit isothermen Werkzeugen

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AiF-Nr.:

19560N

EFB-Nr.:

06/115

Kurztitel:

Umformthermofügen

Laufzeit:

01.08.2017 - 31.07.2019

Forschungsstellen:

IFUM Hannover, IFS Braunschweig


Projektbeschreibung

Durch eine Kombination von Metallen und faserverstärkten Kunststoffen zu hybriden Bauteilen können die Vorteile der beiden Werkstoffgruppen und resultierende Synergieeffekte für den intelligenten Leichtbau genutzt werden. Die fertigungstechnische Machbarkeit wurde in der Forschung bereits bestätigt. Zur industriellen Anwendung solcher belastungsangepasster, hybrider Strukturen bedarf es Fertigungsprozesse mit geringen zusätzlichen Prozessaufwand und vertretbaren Prozesszeiten.

Um dies zu erreichen wird im Rahmen dieses Forschungsvorhabens ein einstufiges Umformfügeverfahren entwickelt, in dem mittels isothermer Werkzeuge Strukturbauteile in einem Schritt umgeformt und zusatzstofflos thermisch gefügt werden. Die Temperatur des Umformwerkzeuges bleibt über den gesamten Prozess hinweg konstant unter der Entnahmetemperatur des umzuformenden Bauteils. Die Entnahme des Bauteils kann somit unmittelbar nach dem Umformfügeprozess und dem Erstarren des Thermoplasts erfolgen. Eine aufwendige und vor allem träge variotherme Prozessführung oder das Aushärten von Klebstoffen entfällt. Die Einbringung der Wärmeenergie, die zum lokalen Aufschmelzen der Thermoplastoberfläche in der Fügezone benötigt wird, erfolgt durch eine vom Umformfügeprozess vollständig entkoppelte Erwärmung der Metallbleche im Ofen.

Während der Erwärmung des verzinkten Stahlblechs im Ofen findet zusätzlich eine Wärmebehandlung statt, mit Hilfe derer sich eine raue, haftfähige Galvannealed-Schicht erzeugen lässt, die die Verbundfestigkeit steigert und den ursprünglichen Korrosionsschutz weiterhin gewährleistet. Da sich die Zieltemperatur der Erwärmung und die Temperatur des Galvanealingprozesses überschneiden, lassen sich

 


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