Die Forschergruppe 505 „Hochleistungsfügetechnik für Hybridstrukturen“ arbeitete
seit dem 01.04.2003 an der Qualifizierung unterschiedlicher Verfahren zum stoffschlüssigen
Fügen nicht artgleicher Feinblechwerkstoffe. Das Ziel dieser
Forschungsarbeiten war der grundlegende Nachweis, dass hybride Blechplatinen, so
genannte Tailored Hybrid Blanks, herstellbar sind und nach dem Fügen
umformtechnisch verarbeitet werden können. Hierdurch sollte eine Synergie aus dem
stofflichen und dem strukturellen Leichtbau ermöglicht werden, wodurch weitere
Gewichtsreduktionen bei gleichen Nutzungseigenschaften angestrebt werden.
Im Vergleich mit anderen Projekten auf dieser Thematik wird nicht nur eine
Betrachtung der erzielbaren Festigkeiten durchgeführt, sondern ein Hauptaugenmerk
auf die Umformeigenschaften der Fügenähte gelegt. Für die Auslegung der Bauteile
unter Sicherheitsaspekten sind diese ein entscheidendes Kriterium.
Im ersten Projektzeitraum konnten durch die Arbeiten der Teilprojekte der
Forschergruppe grundlegende Erkenntnisse zur Prozessführung und den Einflüssen
auf die mechanischen Eigenschaften erarbeitet werden.
Im zweiten Projektzeitraum wurde das versagensfreie Tiefziehen von Näpfen mit
einem Ziehverhältnis von 1,9 aus Tailored Hybrid Blanks einer Stahl-Aluminium-
Werkstoffkombination möglich, die mit den unterschiedlichen Verfahren aus fünf
Teilprojekten (TP1, 2, 3, 4 und 6) herstellbar sind. Für ein vertieftes Prozessverständnis
wurden mikrostrukturelle Untersuchungen und begleitende Festigkeitsund
Verformungsversuche durchgeführt. Hierbei konnte eine Festigkeit von ca. 75%
des schwächeren Grundwerkstoffs erreicht werden. Zur Erarbeitung eines
theoretischen Modells wurden im TP6 die Kennwerte aller TPs zusammengeführt
und Abhängigkeiten abgeleitet. Die Leistungsfähigkeit der Einzelprozesse wurde
durch Innenhochdruckumformen nachgewiesen und ein Modell einer abstrahierten
Seitentür ausgeformt. Korrosionsuntersuchungen ergänzen das Forschungsprogramm.
Durch die Verbesserung der Fügeverfahren und das erarbeitete Prozessverständnis
konnte bei allen Fügeverfahren eine Steigerung der Prozessgeschwindigkeit und
Stabilisierung der Arbeitspunkte erzielt werden.
Aktualisiert: 2019-10-17
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