Clinchen von Aluminiumdruckguss für Anwendungen im modernen Fahrzeugkarosserieleichtbau

Im modernen Automobilbau nimmt die Komplexität der Karosserien stetig zu. Somit werden Werkstoffe in Abhängigkeit ihrer Eigenschaften gewählt und an der richtigen Stelle in der benötigten Menge eingesetzt. Dies stellt die Fügetechnik vor große Herausforderungen. Beim Fügen von Werkstoffen mit sehr unterschiedlichen Materialeigenschaften, haben sich die mechanischen Fügeverfahren etabliert. Zum vorantreiben des Leichtbaus sind Verfahren ohne den Einsatz von Hilfsfügelementen besonders interessant.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde das mechanische Fügeverfahren Clinchen zum herstellen artfremder Verbindungen mit der Aluminiumdruckgusslegierung AlSi10MnMg untersucht. Der Fügeprozess wurde derart optimiert, dass Schädigungen im Aluminiumdruckguss, beim gleichzeitigen erreichen von anwendungsüblichen Verbindungsfestigkeiten, unterbunden werden konnten. Dazu wurden simulationsgestützte Werkzeugoptimierungen unter Verwendung eines Schädigungsmodells durchgeführt. Weiterhin wurde eine Prozesstemperierung eingesetzt, sodass der untersuchte Werkstoff auch im besonders bruchdehnungskritischen Gusszustand (F) geclincht werden konnte.