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Umformthermofügen von Metall & FVK mit isothermen Werkzeugen

Laufzeit:2 Jahre
Förderung:19560N/1
Kontakt:blechumformungifum.uni-hannover.de

Motivation:

Eine einstufige Möglichkeit zur Herstellung einer großflächigen Fügeverbindung zwischen Metallen und faserverstärkten Kunststoffen ist das thermische Direktfügen mit wechselwarmen Werkzeugen. Hierbei werden die zu fügenden Werkstoffe im Werkzeug erwärmt. Der Thermoplasts wird dabei aufgeschmolzen und im erhitzten Werkzeug mit der metallischen Komponente verpresst. Im Anschluss wird das Werkzeug in einem zeitintensiven Vorgang gekühlt und der Thermoplast erstarrt. Ein industrieller Einsatz dieser Werkzeuge die erst aufgeheizt und dann gekühlt werden, ist in einer Serienproduktion aufgrund der langen Prozesszeiten und der hohen thermischen Wechselbelastungen weder wirtschaftlich und fertigungstechnisch realisierbar, noch energetisch sinnvoll.

Zielsetzung:

Das übergeordnete Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, eine wirtschaftliche Fertigung von hybriden Bauteilen aus Stahl und endlosfaserverstärkten Thermoplasten zu gewährleisten. Um dieses Ziel zu erreichen und die genannten Problemstellungen bezüglich des Prozessaufwandes, der Prozesszeit und der Oberflächenvorbehandlungen zu lösen, wird in diesem Forschungsvorhaben ein einstufiges Umformfügeverfahren mit kurzen Taktzeiten entwickelt, bei welchem die Erwärmung der Halbzeuge vollständig vom Umform-Füge-Prozess entkoppelt wird. Mit Hilfe von isothermen Werkzeugen werden hybride Verbunde aus verzinkten Stahlblechen und faserverstärkten Thermoplasten in einem Schritt umgeformt und thermisch gefügt, ohne eine Oberflächenvorbehandlung durchzuführen, die die Zinkschicht auf den Stahlblechen zerstört

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