Multi-Material-Leichtbauverbindungen durch Rotationsclinchen mit Vorloch

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfram Volk
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 227546875

Im Maschinen- und Fahrzeugbau zeigt sich ein Trend zu einer immer größer werdenden Anzahl an Einzelteilen sowie einer zunehmenden Bauteilkomplexität. Diese aus unterschiedlichen Materialien hergestellten Bauteile müssen miteinander verbunden werden. Die Entwicklung und Anpassung von Fügetechniken spielt dabei eine entscheidende Rolle.Das in diesem Forschungsprojekt vorgeschlagene Fügeverfahren Rotationsclinchen mit Vorloch stellt eine Erweiterung des in der ersten Förderperiode untersuchten Verfahrens Rotationsclinchen dar. Während im Forschungsprojekt erfolgreich optimierte Verfahrensparameter für das Rotationsclinchen gut umformbarer metallischer Werkstoffe erarbeitet wurden, liegt nun der Fokus auf dem Rotationsclinchen von hybriden Bauteilen mit dem Schwerpunkt Leichtbau. Bei diesen Multi-Material-Verbindungen soll ein Fügepartner schwer bzw. sehr eingeschränkt umformbar sein. Somit werden im beantragten Forschungsprojekt Prozessparameter für das Rotationsclinchen von Kunststoffen mit und ohne Faserverstärkung sowie hochfesten Stählen mit gut umformbaren Werkstoffen untersucht.Das Rotationsclinchen mit Vorloch bietet die Möglichkeit, den Umfang an rotationsclinchbaren Werkstoffen zu erweitern. Zusätzlich nimmt bei diesem Verfahren auch der Umfang des zu untersuchenden Parameterraumes zu, da zwei Fertigungsverfahren, Clinchen und Lochen, kombiniert werden. Im Fokus der Untersuchungen steht dabei jedoch vorrangig der Fügeprozess selbst.Die wesentlichen Ziele des Forschungsprojektes umfassen dabei:1.Qualifizierung des Verfahrens Rotationsclinchen mit Vorloch für den Einsatz in der Praxis2.Identifikation von Parametergrenzen beim Einsatz des Verfahrens Rotationsclinchen mit Vorloch mit Hilfe von Finite-Elemente-Simulationen3.Umkonstruktion und Anpassung des im entwickelten und beschafften Werkzeuges zur Abbildung des Verfahrens auf der Versuchsanlage am Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen4.Bestimmung des Einflusses der Prozessparameter auf die Punktausformung sowie die mechanischen Eigenschaften der Fügeverbindung und Ableitung von Richtlinien zur Optimierung der Punktfestigkeiten.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1640: Fügen durch plastische Deformation
• Mitverantwortlich: Dr.-Ing. Roland Golle