Aktualisiert: 2023-07-02
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Praxis der Umformtechnik
Schlüsselwort: Clinchen
Praxis der Umformtechnik
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.
Aktualisiert: 2021-01-29
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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.
Aktualisiert: 2021-02-04
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Untersuchung der Prozesskombination Tiefziehen – Buckelschweißen
Die Prozesskette einer Mehrkomponentenfertigung bildet nicht nur in der Gesamtheit, sondern insbesondere auch in ihren einzelnen Prozessschritten eine Verkettung vieler komplexer, voneinander abhängiger Operationen. Daran angelehnt wird in der vorliegenden Dissertation die Entwicklung und Untersuchung einer Tiefzieh-Schweiß-Verbindung von der Materialcharakterisierung über die notwendige Werkzeugentwicklung bis hin zur prozessrelevanten Belastungsprüfung aufgezeigt. Der Stand der Wissenschaft wird hinsichtlich der einzelnen Teilschritte um jeweils relevante Aspekte erweitert. Darauf beziehend wurden beispielsweise bestehende Prüfmethoden um prozessrelevante thermisch-mechanisch-korrosive Belastungsuntersuchungen von Buckelschweißpunkten weiterentwickelt, die in entsprechend belasteten Tiefzieh-komponenten gefügt wurden. Zusätzlich wurden diese Untersuchungen an Clinchpunkten durchgeführt, da diese ebenfalls für hochbelastete Tiefziehkomponenten etabliert sind und so eine Vergleichbarkeit bezüglich der Anwendbarkeit gegeben wird.
Aktualisiert: 2020-07-08
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Untersuchung der Prozesskombination Tiefziehen – Buckelschweißen
Die Prozesskette einer Mehrkomponentenfertigung bildet nicht nur in der Gesamtheit, sondern insbesondere auch in ihren einzelnen Prozessschritten eine Verkettung vieler komplexer, voneinander abhängiger Operationen. Daran angelehnt wird in der vorliegenden Dissertation die Entwicklung und Untersuchung einer Tiefzieh-Schweiß-Verbindung von der Materialcharakterisierung über die notwendige Werkzeugentwicklung bis hin zur prozessrelevanten Belastungsprüfung aufgezeigt. Der Stand der Wissenschaft wird hinsichtlich der einzelnen Teilschritte um jeweils relevante Aspekte erweitert. Darauf beziehend wurden beispielsweise bestehende Prüfmethoden um prozessrelevante thermisch-mechanisch-korrosive Belastungsuntersuchungen von Buckelschweißpunkten weiterentwickelt, die in entsprechend belasteten Tiefzieh-komponenten gefügt wurden. Zusätzlich wurden diese Untersuchungen an Clinchpunkten durchgeführt, da diese ebenfalls für hochbelastete Tiefziehkomponenten etabliert sind und so eine Vergleichbarkeit bezüglich der Anwendbarkeit gegeben wird.
Aktualisiert: 2020-02-04
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Klebtechnik
Dieses Fachbuch unterstützt Konstrukteure und Anwendungstechniker bei der Realisierung klebgerechter Konstruktionen und Applikationen in der Praxis
Aktualisiert: 2020-01-01
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Handbuch Fügen, Handhaben, Montieren
Extra: E-Book inside
Das Handbuch der Fertigungstechnik ist die 2., vollständig neu bearbeitete Auflage des im Zeitraum von 1979 bis 1994 im Carl Hanser Verlag erschienen mehrbändigen Werkes. Es ist ein in seiner Themenbreite und Tiefe bis heute unerreichtes Nachschlagewerk für die Ingenieure der Fertigungstechnik. In der Neuauflage wird diese Tradition fortgesetzt.
Das Handbuch Fügen, Handhaben, Montieren enthält die wichtigsten Fertigungsverfahren und Konzepte, die in der Industrieproduktion beim Zusammenfügen von Einzelkomponenten zum Einsatz kommen. Vom Robotereinsatz in der automatisierten Montage bis zur Qualitätssicherung und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung enthält das Handbuch alle Themen, die in der Montage von Bedeutung sind. In der 2. Auflage wird das Fügen von Kunststoffen mit aufgenommen. Die zahlreichen Praxisbeispiele von Systemlösungen stammen aus besonders montageintensiven Industriebereichen: Elektronikfertigung, Gerätebau, Automobilbau sowie Maschinen - und Anlagenbau.
Aktualisiert: 2022-07-26
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Fügen durch Clinchen mit rotierender Werkzeugbewegung
Die gestiegenen Anforderungen an industrielle Produkte hinsichtlich ihrer Funktionalität sowie gewichtsbezogenen mechanischen Eigenschaften bedingen den Einsatz maßgeschneiderter Werkstoffe und komplexer Geometrien. Speziell mechanische Fügetechnologien finden durch die Verwendung neuer Werkstoffe und deren Kombinationen sukzessive Einzug in die Industrie. Eines der wichtigsten mechanischen Fügeverfahren ist das Clinchen.
Durch den Einsatz einer rotierenden Werkzeugbewegung beim Clinchen können Bauteile mit gleichbleibend hoher Geschwindigkeit verbunden werden. Für eine erfolgreiche Umsetzung des Verfahrens im industriellen Maßstab fehlen Aussagen zum Einfluss von Prozess- und Werkzeugparametern auf die Eigenschaften der Fügeverbindung. Die Belastungen der Werkzeugaktivelemente unbekannter Höhe erschweren die Auslegung von Werkzeugen und Anlagen. Diese Arbeit verfolgt daher das Ziel, diese Lücken zu schließen und ein tiefgehendes Prozessverständnis für das Rotationsclinchen zu schaffen. Die in Relation zum Hubclinchen erzielten vergleichbaren mechanischen Eigenschaften bei reduzierten Fügekräften und konstant hoher Ausbringungsrate belegen das hohe wirtschaftliche Potential des Rotationsclinchens.
Aktualisiert: 2020-06-30
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Ein Beitrag zum mechanischen Fügen von hochmanganhaltigen TWIP-Stählen
Hochmanganhaltige TWIP-Stähle bieten aufgrund ausgezeichneter Festigkeitskennwerte in Kombination mit einer großen Duktilität hervorragende mechanische Eigenschaften für den Werkstoffleichtbau von Automobilkarosserien. Der erfolgreiche Einsatz thermischer Fügeverfahren ist jedoch nur mit einer sehr komplexen Prozessführung möglich. Bei Mischbauverbindungen stoßen thermische Fügeverfahren an ihre Grenzen, sodass keine Verbindungsausbildung möglich ist.
In dieser Arbeit sind anhand der Fügeverfahren Clinchen, Halbhohlstanznieten und Vollstanznieten effiziente Möglichkeiten für das Verbinden von hochmanganhaltigen TWIP-Stahllegierungen mit, im automobilen Karosseriebau etablierten, hochfesten Stahlgüten sowie einer exemplarischen 6000’er Aluminiumknetlegierung aufgezeigt.
Dabei werden die Fügeprozesse analysiert, um relevante Effekte bei der Verbindungsausbildung zu identifizieren und Parameter so zu modifizieren, dass ein tragfähiger Fügeverbund entsteht. Mit Hilfe der statistischen Versuchsplanung wird die Optimierung einer Clinchverbindung aufgezeigt. Der positive Nutzen wird anhand von Schliffbildern und Tragfähigkeitsuntersuchungen nachgewiesen.
Um die Fähigkeit des Clinchens für eine Serienanwendung mit einer hohen Fügepunktanzahl zu untersuchen, wird ein Standmengenversuch durchgeführt.
Die Tragfähigkeit wird anschließend mit quasistatischen und dynamischen Untersuchungen bewertet. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen werden Empfehlungen für den Anwender formuliert.
Aktualisiert: 2020-01-27
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Praxis der Umformtechnik
Die Umformtechnik setzt sich in der industriellen Fertigung immer mehr durch, da viele Formteile wirtschaftlicher hergestellt werden können.
Dieses Fachbuch stellt in neuer Auflage die wichtigsten Umformverfahren sowie die dazugehörigen Maschinen und Werkzeuge in konzentrierter Form vor. Verfahren werden definiert, typische Anwendungen aufgezeigt, Maschinen und Werkzeuge klassifiziert und Einsatzgebiete vorgestellt. Beispiele und Testfragen beschließen zur eigenen Kontrolle die Beschreibung der einzelnen Verfahren bzw. Maschinen. Eine aktuelle Übersicht der Werkstoffe und Normen vervollständigt das Buch.
Neu in der 8. Auflage ist ein Beitrag zur inkrementellen Blechumformung. Animationen und Video-Clips auf der CD zeigen verschiedene Umformverfahren in sehr anschaulicher Art.
Aktualisiert: 2023-04-06
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Praxis der Umformtechnik
Die Umformtechnik setzt sich in der industriellen Fertigung immer mehr durch, da viele Formteile wirtschaftlicher hergestellt werden können.
Dieses Fachbuch stellt in neuer Auflage die wichtigsten Umformverfahren sowie die dazugehörigen Maschinen und Werkzeuge in konzentrierter Form vor. Verfahren werden definiert, typische Anwendungen aufgezeigt, Maschinen und Werkzeuge klassifiziert und Einsatzgebiete vorgestellt. Beispiele und Testfragen beschließen zur eigenen Kontrolle die Beschreibung der einzelnen Verfahren bzw. Maschinen. Eine aktuelle Übersicht der Werkstoffe und Normen vervollständigt das Buch.
Neu in der 7. Auflage ist das Kapitel "Fügen durch Umformen", das heutzutage in der Automobiltechnik eingesetzt wird. Animationen und Video-Clips zu diesem Verfahren befinden sich auf der beigefügten CD.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Praxis der Umformtechnik
Handbuch Fügen, Handhaben und Montieren
Das Handbuch der Fertigungstechnik ist die 2., vollständig neu bearbeitete Auflage des im Zeitraum von 1979 bis 1994 im Carl Hanser Verlag erschienen mehrbändigen Werkes. Es ist ein in seiner Themenbreite und Tiefe bis heute unerreichtes Nachschlagewerk für die Ingenieure der Fertigungstechnik. In der Neuauflage wird diese Tradition fortgesetzt. Das Handbuch Fügen, Handhaben, Montieren enthält die wichtigsten Fertigungsverfahren und Konzepte, die in der Industrieproduktion beim Zusammenfügen von Einzelkomponenten zum Einsatz kommen. Vom Robotereinsatz in der automatisierten Montage bis zur Qualitätssicherung und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung enthält das Handbuch alle Themen, die in der Montage von Bedeutung sind. In der 2. Auflage wird das Fügen von Kunststoffen mit aufgenommen. Die zahlreichen Praxisbeipiele von Systemlösungen stammen aus besonders montageintensiven Industriebereichen: Elektronikfertigung, Gerätebau, Automobilbau sowie Maschinen - und Anlagenbau.
Aktualisiert: 2020-01-01
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Werkstoffstrukturen und Eigenschaften beim laserunterstützten Clinchen von hochfesten Stahl/Aluminium-Mischverbindungen
Das Clinchen stellt ein effizientes Verfahren dar, artungleiche Werkstoffe miteinander zu fügen. Aktuell bestehen jedoch große Erkenntnislücken beim Fügen hochfester Werkstoffe durch plastische Deformation aufgrund des begrenzten Umformvermögens. Die Nutzung eines Lasers simultan zum Fügevorgang ermöglicht einen großen Fortschritt beim Clinchen hochfester Stahl/Aluminium-Mischverbindungen. Die Effekte der Halbwarmumformung (Verringerung der Festigkeit und Erhöhung der Duktilität) können für eine verbesserte Umformbarkeit höchstfester Werkstoffe genutzt werden. Für eine lange Lebensdauer der Fügeverbindung sollen nach dem laserunterstützten Clinchen allerdings möglichst hohe Festigkeiten im Werkstoff vorliegen. Diese gegensätzlichen Anforderungen verlangen eine genaue Werkstoffcharakterisierung mittels Thermischer und Thermo-mechanischer Analyse in Verbindung mit einer Beurteilung der Mikrostrukturen. Die Abbildung einer Laser-Wärmebehandlung in kalorimetrischen und dilatometrischen Untersuchungen liefern wertvolle Daten zum in-situ Umwandlungs- und Ausscheidungs- bzw. Auflösungsverhalten während einer Kurzzeiterwärmung der Werkstoffe. Die Auswirkung von temperierten Umformprozessen auf den Werkstoffendzustand kann mittels der Thermo-mechanischen Analyse in einem Umformdilatometer abgebildet werden. Mithilfe der angewandten Methoden können die wesentlichen Mechanismen aus werkstoffwissenschaftlicher Sicht interpretiert werden, welche grundlegend für die Beeinflussung der resultierenden Mikrostrukturen und Eigenschaften in den Werkstoffen sind. In der vorliegenden Arbeit liegt der Fokus auf der Untersuchung eines pressharten Mangan-Bor-Stahl, zwei Komplexphasenstählen sowie zwei aushärtbaren AlMgSi-Legierungen.
Aktualisiert: 2021-12-20
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Untersuchungen zum methodenbasierten Prozessverständnis des radialsymmetrischen Schneidclinchens
Der Schneidclinchprozess wurde in seinen Teilbereichen des Fügeprozessablaufs, der geometrischen Fügezonenmerkmale und der Tragfähigkeit der Clinchverbindungen untersucht. Dabei unterstützte vor allem die numerische Simulation des Fügeprozessablaufes, Aspekte des Verfahrens zu untersuchen, die im Experimentellen verborgen geblieben wären. In der Charakteristik des Prozessablaufes konnten werkzeug- und fügeteilseitige Einflussfaktoren aufgedeckt werden. Besonders die numerische Abbildung des Fügeprozessablaufes hat die Mechanismen der einzelnen Aktivelement-Kinematiken aufzeigen können. Diese Erkenntnisse können einer in situ Prozessüberwachung helfen, einen fehlerhaften Fügeprozessablauf zu erkennen. Die Simulation mit implementiertem, makromechanischem Bruchkriterium konnte Effekte beschreiben, die im Experiment nicht abbildbar sind. Als analytische Methode, um die Werkstoffverdrängung durch Werkzeuganpassung aus der Fügezone beschreiben zu können, dient das mittels CAD definierte Fügevolumen, mit dem die Wirksamkeit einer Deformationsreduktion nachgewiesen werden kann. Im Rahmen der experimentellen Untersuchungen hat sich vor allem gezeigt, dass die Schneidclinchverbindungen vergleichbare Belastungen wie Clinchverbindungen mit Vorloch ertragen können. Mit den Untersuchungen zur Verdrehsicherheit der Verbindung wurde eine Methode zur Bewertung ihrer Handhabungsbelastungsfähigkeit entwickelt.
Aktualisiert: 2021-12-20
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Klebtechnik
Dieses Fachbuch unterstützt Konstrukteure und Anwendungstechniker bei der Realisierung klebgerechter Konstruktionen und Applikationen in der Praxis
Aktualisiert: 2020-09-10
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Praxis der Umformtechnik
Clinchen moderner Blechwerkstoffe
Zur Herstellung von Bauteilen aus Kunststoff gewinnt das Laserdurchstrahlschweißen industriell zunehmend an Bedeutung. Voraussetzung für einen technologisch und wirt-schaftlich erfolgreichen Einsatz ist die Bereitstellung von Erkenntnissen zu Werkstoffeinflüssen und zur optimierten Prozessführung. Im Rahmen der Arbeit wird der Einfluss unterschiedlicher Werkstoffmodifikationen und Bestrahlungsparameter auf das Aufwärmverhalten ausgewählter Thermoplasten bestimmt. Dafür wird ein thermographisches Verfahren entwickelt und eingesetzt. Es findet neben konventionellen Messverfahren Verwendung zur grundlegenden Charakterisierung und Qualifizierung der optischen Eigenschaften der lasertransparenten Werkstoffe für Wellenlängen der Laserstrahlung im NIR-Bereich. Die Ergebnisse zur Charakterisierung des Aufwärmverhaltens der absorbierenden Werkstoffe zeigen eine deutliche Abhängigkeit der Heizrate vom Rußgehalt und den Prozessparametern. Folgerungen für eine optimierte Prozessführung werden abgeleitet. Eine Abschätzung von Verfahrensparametern auf Basis der entwickelten Messmethode ist möglich. Anhand der Korrelation von Werten aus Schweißuntersuchungen und der Werkstoffcharakterisierung wird gezeigt, dass eine längere Strahl-Stoff-Wechselwirkungszeit zur Realisierung einer höheren Schweißnahtqualität und Prozessstabilität vorteilhaft ist.
Aktualisiert: 2019-10-17
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Beitrag zum mechanischen Fügen von Metall-Kunststoff-Mischverbindungen
Punktförmige Verbindungen, wie das Clinchen, bieten vorteilhafte Eigenschaften und werden in zunehmendem Maße in der Dünnblech verarbeitenden Industrie für metallische Verbindungen eingesetzt. Sie spielen gegenwärtig für Metall-Kunststo?-Verbindungen eine untergeordnete beziehungsweise gar keine Rolle. Dies ist wahrscheinlich der Tatsache geschuldet, dass Kunststo?e aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften ungeeignet für das Clinchen scheinen.
In der vorliegenden Dissertation werden die Grundlagen für das Clinchen von Metall-Kunststo?-Verbindungen erarbeitet und quali?ziert, so dass es möglich ist, damit eine Verbindung dieser Werksto?e reproduzierbar herzustellen. Im Speziellen werden Prozessmerkmale und mechanische Verbindungseigenschaften des Clinchens von Metall-Kunststo?-Verbindungen sowie der Feuchtigkeitsein?uss des Kunststo?fügepartners und der Einfluss von Wärme vor und/oder nach dem Fügen untersucht.
Aktualisiert: 2019-12-12
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Bücher zum Thema Clinchen
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