Unter dem Begriff „Hybrid“ wird etwas Gebündeltes, Gekreuztes oder Vermischtes verstanden. Hybride Bauteile bestehen aus einem oder mehreren Materialien. Dabei sind Kombinationen aus Metall und Kunststoff sowie bspw. Stahl und Aluminium möglich. Diese Kombination zielen darauf ab das Gesamtgewicht des Bauteils zu reduzieren. Die wirtschaftliche Herstellung solcher hybriden Bauteile stellt moderne Fertigungsverfahren vor große Herausforderungen. Um genaue Kenntnisse über die Belastbarkeit der Fügezonen der hybriden Bauteile zu erhalten, sind komplexe Untersuchung während des gesamten Herstellungsprozesses unabdingbar. Mithilfe der umfangreichen Ausstattung des Maschinenparks sowie des Labors des Instituts für Umformtechnik und Umformmaschinen werden aufwendige Untersuchungen entlang industrienaher Prozesse durchgeführt.
Die Untersuchung einer neuen Prozessroute zur Herstellung von hybriden Bauteilen ist der Forschungsschwerpunkt des Sonderforschungsbereiches SFB-1153 „Tailored Forming“. Hier werden vorgefügte hybride Halbzeuge in verschiedenen Schmiedeprozessen verwendet, um so lokal angepasste Bauteile herzustellen. Am Beispiel einer hybriden Lagerbuchse wird das hybride Halbzeuge mittels Strangpressen hergestellt. Dabei wird ein Stahlrohr gepresst und mit Aluminium ummantelt. Anschließend erfolgt eine Gesenkschmiedeoperation. Für stabile Prozessbedingungen ist die initiale Temperaturverteilung des hybriden Halbzeuges essentiell.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel von hybriden Bauteilen stellt ein hybrides Stahl-Stahl Kegelrad dar. Das hybride Halbzeug wird mittels auftragsschweißen hergestellt. Dabei wird eine verschleißfeste Stahlschicht auf einen duktilen Stahlkern aufgetragen. Durch einen anschließenden Umformprozess kann so ein maßgeschneidertes Kegelrad hergestellt werden. Durch numerische Simulation wird eine optimale initiale Schichtdicke ermittelt. So können zum einem maßgeschneiderte Bauteile bei gleichzeitigem optimalem Materialeinsatz hergestellt werden.
Bernd-Arno Behrens, Johanna Uhe, Hendrik Wester, Tim Matthias, Chistoph Büdenbender (2020); Procedia Manufacturing, Volume: 47, Seiten: 309-314
Letzte Änderung: 30.05.22
