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.
Aktualisiert: 2021-01-29
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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.
Aktualisiert: 2021-02-04
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Druckgusslegierungen weisen eine beschränkte Duktilität auf, was sie anfällig für Rissbildungen macht.
Anhand der kritischsten Fügerichtung und der kritischsten Werkstoffpaarung mit der stempelseitigen Anordnung des Stahls CR240BH und der matrizenseitigen Anordnung der Druckgusslegierung AlSi10MnMg werden konventionelle Clinchwerkzeuge für das Clinchen von Aluminiumdruckguss optimiert.
Für beide Werkzeugkonzepte - geschlossene und öffnende Matritze – ist es gelungen, die Schädigungswahrscheinlichkeit deutlich zu reduzieren und zeitgleich gute Werte für den Hinterschnitt und die Halsdicken im Clinchpunkt aufrecht zu erhalten.
Somit stehen Werkzeuge zur Verfügung, mit denen die druckgussseitige Schädigung im Clinchprozess reduziert und zeitgleich gute Verbindungsfestigkeiten der Clinchverbindung erreicht werden.
Aktualisiert: 2019-10-09
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In einem zweistufigen Prozess mit einer vierfach geteilten Matrize werden in einem modifizierten Clinchverfahren durch die gezielte Bewegung der Matrize hinterschnitterzeugende Sicken im Halsbereich eingebracht, während die Blechdickenreduzierung im Hals- und Bodenbereich des Clinchpunkts verringert wird.
So ist es möglich, Dünnbleche und Folien mit einer Gesamtblechdicke unterhalb von 0,8 mm zu clinchen.
Aktualisiert: 2019-10-09
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