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Umformgrenzen von FK/M-Verbunden

Laufzeit:01.07.2013 – 31.12.2015
Förderung:AiF
Kontakt:blechumformungifum.uni-hannover.de

Metalle und faserverstärkte Kunststoffe bilden zwei sehr unterschiedliche Werkstoffklassen. Metalle zeichnen sich durch hohe Festigkeiten, hohe Duktilität und effektive Verarbeitungsmethoden aus, während faserverstärkte Kunststoffe ein sehr hohes Leichtbaupotenzial und gerichtet sehr hohen Festigkeiten aufweisen. Bei einer Kombination beider Werkstoffklassen zu einem Faser-Kunststoff/Metall-Bauteil können die Vorzüge beider Werkstoffe in einem hybriden Bauteil kombiniert werden.

In diesem Forschungsvorhaben wird ein Verfahren zur gemeinsamen Umformung und Konsolidierung beider Werkstoffe entwickelt. Dieses Vorhaben bildet dabei nur einen Baustein aus im DFG-AiF-Cluster „Großserientaugliche Prozessketten für hochintegrierte Bauteile aus hybriden Faser-Kunststoff/Metall-Verbunden“. Im Rahmen dieses Clusters werden FK/M-Verbunde von der Bauteilauslegung, über die Verbundbeschaffenheit und Umformverfahren bis hin zur Anbindung an Umgebungsstrukturen erforscht. In Teilprojekt 4 werden dabei Sandwichstrukturen aus mehreren Lagen unidirektionaler Faser-Kunststoff-Tapes zwischen dünnen metallischen Blechen in einem Hub umgeformt und konsolidiert. Dabei muss gleichzeitig die große Festigkeitsdifferenz zwischen dem erweichten Kunststoff und der metallischen Bleche beherrscht werden und gleichzeitig eine gute Durchdringung der Fasern und Anbindung an die Deckbleche erzeugt werden.

CAD-Modell des Umformwerkzeugs

FVK-Metall-Halbzeuge (hier: Stahl, UD-GFK, Stahl)

Umgeformtes FVK-Metall-Profil

 

Schliffbild eines FK-M-Verbundes

Projektstruktur DFG-AiF-Cluster

Übersicht