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Flexible Fertigung lokal verstärkter Trägerstrukturvarianten durch Bonded Blanks

Laufzeit:01.02.2013 – 30.11.2015
Förderung:AiF/FOSTA (17677)
Kontakt:blechumformungifum.uni-hannover.de

Motivation:

Ein Ansatz zur Erzeugung von belastungsoptimierten Bauteilen mit entsprechendem Leicht­bau­potenzial bietet die Bonded Blanks Technologie. In höher beanspruchten Bereichen wird ein zusätzliches Verstärkungsblech gefügt (siehe Abbildung 1). Die Bonded Blanks Technologie bietet gegenüber der konventionellen Fertigung von belastungs­optimierten Bauteilen einige Vorteile. Die konventionelle Fertigung von Doppelllagenblechen ist durch ein separates Tiefziehen von Grund- und Verstärkungsblech und einem gesonderten Füge­prozess nach der Umformung gekennzeichnet. Im Vergleich zur konventionellen Fertigung entfällt der Prozessschritt des Fügens mittels Schweißen, da der tiefgezogene Blechverbund nach der Um­formung mittels Klebstoff vollflächig und strukturell gefügt wird. Die Klebstoffaushärtung erfolgt prozess­integriert in dem ohnehin durchzuführenden Lack­ein­brenn­prozesses im Rahmen der KTL-Be­schichtung im Auto­mobil­bau. Um die Herstellung einer einwandfreien Klebverbindung zu er­möglichen müssen die beiden Bleche während der Klebstoffaushärtung aneinander gepresst werden. Diese Funktion sollen Hilfs­fügepunkte, wie beispielswiese Clinchpunkte, sicherstellen.

Abbildung 1: Innenblech einer Motorhaube mit lokaler Verstärkung als Anwendungsbeispiel für die Bonded Blanks Technologie

Zielsetzung:

Das Forschungsziel bestand in der Erweiterung der Prozessgrenzen der Bonded Blank Technik zur lokalen Verstärkung von Trägerstrukturen. Ein neues Werkzeugkonzept wurde erarbeitet, um eine flexible Fertigung von verstärkten und unverstärkten Bauteilen mit dem gleichen Werkzeug zu realisieren. Hierzu ist es erforderlich, dass die im Tiefziehwerkzeug erforderlichen Aufnahmetaschen auf den Werkzeugaktivflächen für das Ver­stärkungsblech verschließbar sind. Ein weiteres werk­zeug­seitiges Ziel ist die Integration des Clinchprozesses in den Tiefziehvorgang, um die Voraussetzungen für eine Klebstoffaushärtung während der KTL-Beschichtung zu ermöglichen. Durch den prozess­integrierten Clinchprozess während des Tiefziehens lassen sich Fertigungsschritte und –kosten  einsparen. Weiteres Ziel hinsichtlich der Klebtechnik ist es, besonders geeignete Klebstoff­systeme zu ermitteln, die alle wichtigen Anforderungen für den Einsatz der Bonded Blanks Technologie erfüllen.

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