FlexHyJoin - Automatisierte Fertigungszelle zum Hybridfügen

Das Fügen von Metallen mit Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) zu Hybridbauteilen spielt eine wichtige Rolle bei der Reduktion des Fahrzeuggewichts und ermöglicht die Ausschöpfung des vollen Potenzials aller verwendeten Materialien. TP-FKV sind besonders für Multimaterialbauweisen mit Metallen geeignet, da sie hervorragende spezifische mechanische Eigenschaften und eine gute Korrosionsbeständigkeit besitzen. Bisher stand kein geeignetes Fügeverfahren zur Verfügung, das eine hohe Verbindungsgüte ohne das Einbringen zusätzlicher Materialien sicherstellt und gleichzeitig in ausreichendem Maße automatisiert ist. Im Projekt FlexHyJoin wird ein Verfahren entwickelt, das die Wiederaufschmelzbarkeit von Thermoplasten nutzt, um Hybridbauteile ohne zusätzliche Additive herzustellen. Mit Induktionsund Laserschweißen werden zwei Verfahren in einer voll automatisierten Fertigungszelle kombiniert, die sich perfekt ergänzen. Mittels Implementierung einer innovativen Laser-Oberflächenstrukturierung kann ein Formschluss und somit eine optimierte Verbindung zwischen den artfremden Werkstoffen zu Hybridbauteilen realisiert werden. Durch die Kombination der Oberflächenvorbehandlung mit den Technologien des Induktions- und Laserschweißens sowie die Integration aller Anlagenkomponenten in eine Online-Prozesssteuerung werden ein hoher Automatisierungsgrad und eine erhebliche Verkürzung der Zykluszeit erreicht. Eine zerstörungsfreie Bauteilprüfung findet durch die Technologie „Lockin Thermografie“ statt und überprüft die Fügezonen auf Fehlstellen in Form von Lufteinschlüssen. Somit wird FlexHyJoin den ausgedehnten Einsatz von Hybridbauteilen in der automobilen Serienfertigung vorantreiben. Derzeit wird eine voll automatisierte Fertigungszelle entwickelt, die es ermöglicht, Metallhalterungen mit einer TP-FKV Dachversteifung zu fügen. Das IVW ist im Rahmen dieses Projektes als Koordinator führend und in allen Arbeitsbereichen beteiligt.

Das von der EU geförderte Projekt FlexHyJoin wird mit der Entwicklung eines vollautomatischen Fügeverfahrens für die Automobilindustrie zur schnellen Herstellung von Hybridbauteilen aus Metallen und thermoplastischen Faser-Kunststoff-Verbunden den Einsatz von FKV verbessern.

FKV-Dachversteifung mit oberflächenbehandelten Metallhalterungen, die durch Laser- bzw. Induktionsschweißen gefügt werden
Anlagenlayout der vollautomatischen Fertigungszelle, die im Rahmen des FlexHyJoin Projektes entwickelt wird

Dieses Projekt wird durch das Rahmenprogramm für Forschung und Innovation „Horizont 2020“ der Europäischen Union unter dem Förderkennzeichen Nr. 677625 finanziert.