HyBe

Automatisiertes Fügen metallischer Befestigungselemente an TP-FKV

Verbindungen zwischen Metall und thermoplastischen Faser-Kunststoff-Verbunden (TP-FKV) haben in zahlreichen Anwendungen eine hohe Relevanz. Um die inhärenten Materialeigenschaften dieser Materialien effzient zu nutzen, sind fortschrittliche Fügetechniken und optimierte Verbindungsansätze nötig. Hinsichtlich einer möglichst homogenen und flächigen Krafteinleitung eignen sich insbesondere optimierte Befestigungselemente. Damit diese stoffschlüssig mit den TP-FKV verbunden werden können, sind sie mit funktionalen Haftvermittlern beschichtet. Im Gegensatz zu Techniken wie Bohren oder Clinchen erlaubt das stoffschlüssige thermische Fügen eine Anbindung ohne Faserbeschädigung. Für die Einbindung der TP-FKV-Leichtbaustruktur mit den thermisch gefügten Befestigungselementen in eine übergeordnete Baugruppe dient eine Schraubverbindung an den Befestigungselementen. Die Anbindung der Befestigungselemente an die TP-FKV-Struktur findet innerhalb weniger Sekunden durch induktives Fügen in einer vollautomatisierten Prozessumgebung statt. Dabei wird eine sehr gute Festigkeit erreicht, was sich dadurch zeigt, dass ein Lösen der Befestigungselemente bei Raumtemperatur zu kohäsivem Versagen im TP-FKV führt. Ziel der Arbeiten des IVW ist es, auf Basis einer Prozessentwicklung im Labormaßstab, verbunden mit einer umfassenden Parameteranalyse die Optimierung von Festigkeits- und Korrosionsresistenzmerkmalen zu erreichen. Besonders hervorzugeben ist, dass sich die Befestigungselemente durch ein Erwärmen über die Schmelztemperatur des Thermoplasts problemlos vom TP-FKV lösen und bei Bedarf wieder anbringen lassen. Dies ist insbesondere für Recycling und Reparatur vorteilhaft.Am Ende des Projekts steht die Implementierung einer aus dem Labormaßstab weiterentwickelten Technologie in einer vollautomatisierten Fertigungszelle für das zeiteffiziente Fügen von Befestigungselementen an TP-FKV.

 

 

 

Kompetenzfeld

Branchen

Projektstatus

  • Aktuell

Projektpartner

  • MiniTec GmbH & Co.KG
  • Himmelwerk, Hoch- und Mittelfrequenzanlagen GmbH
  • Kömmerling Chemische Fabrik GmbH

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing.

Thomas Neumeyer

Technisch-Wissenschaftlicher Direktor Verarbeitungstechnik & Kompetenzfeldleiter Press- & Fügetechnologien

Telefon: +49 631 2017 103

thomas.neumeyer@leibniz-ivw.de

Förderungen

Das Projekt „Automatisiertes Hybridschweißen von metallischen Befestigungselementen an Faser-Kunststoff-Verbund Bauteile (HyBe)“ wird durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert, Förderkennzeichen: KK5003706FF1.