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Hybride Werkstoffkonzepte

HYBRIDE WERKSTOFFKONZEPTE

Im Transportwesen bietet der Leichtbau neue Lösungen in der Herausforderung zur Erhöhung der Kraftstoffeffizienz. Zu den gewöhnlichen Methoden bei der Gewichtseinsparung gehört das Abtragen von Material an den nicht belasteten Stellen, die Änderung der Werkstoffe oder Produktgestaltung, und die Änderung der Spezifikationen für die Wärmebehandlung. Eine weitere Methode ist der Umstieg von einem einheitlichen hin zu einem hybriden Aufbau, welches nicht nur Gewicht einspart, sondern auch die Funktionalität der Bauteile durch die Verwendung angepasster Werkstoffen an geeigneter Stelle erhöht.

Für die Herstellung von Multimaterial-Schmiederohlingen können verschiedene Fügeverfahren ins Spiel kommen. Schmelzschweißverfahren werden ungünstig, wenn sich die Werkstoffe in Bezug auf ihre Schmelztemperaturen unterscheiden, z.B. Stähle und Aluminiumlegierungen. Festkörper-Schweißverfahren sind robuster, da sie einen relativ geringen Wärmeeintrag und kurze Prozesszeiten nutzen. Neben artgleichen Werkstoffen können auch artfremde Werkstoffe durch Festkörperschweißen erfolgreich verbunden werden; und das Auftreten und Wachstum von spröden intermetallischen Phasen in der Fügegrenze kann auf einem zulässigen Niveau gehalten werden. Das Reibschweißen ist ein bekanntes Festkörper-Schweißverfahren, das die Erzeugung von Reibungswärme und Druck zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung kombiniert.

VERÖFFENTLICHUNG

Die im Reibschweißen hergestellten Schmiederohlinge werden im Rahmen des Sonderforschungsbereichs SFB 1153 Tailored Forming weiterverarbeitet. Vorgefügte Schmiederohlingen werden in neuartigen Prozessketten zur Herstellung von lastangepassten, multimateriellen Bauteilen eingesetzt.

„Tailored Forming of Hybrid Bevel Gears with Integrated Heat Treatment"

Bernd-Arno Behrens, Julian Diefenbach, Anna Chugreeva, Christoph Kahra, Sebastian Herbst, Florian Nürnberger (2020); Procedia Manufacturing, Volume 47, Seiten 301-308