Entwicklung einer hybriden Flach-Clinch-Verbindung zur Herstellung eines Metall-Kunststoff-Verbundes unter Nutzung der numerischen Simulation
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mit Hilfe des Flach-Clinchens ist eine einseitig vollkommen ebene, kraft- und formschlüssig gefügte Verbindung erzielbar, die sich für Anwendungsfälle eignet, in denen sich eine Überhöhung des Verbindungsbereiches aus der Blechebene heraus als störend erweisen würde, wie z. B. beim Anbringen von Dichtflächen oder im Sichtbereich der Bauteile. Das ursprünglich für artgleiche (metallische) Verbindungen entwickelte konventionelle Flach-Clinchen wurde im Rahmen des Projektes hinsichtlich der fügbaren Materialien zum hybriden Flach-Clinchen weiterentwickelt. Als Ergebnis ist es nun erstmals möglich, artverschiedene Fügepartner mittels Flach-Clinchen zu verbinden. Aufbauend auf der simulativen Abbildung des Flach-Clinchens erfolgte die Entwicklung und Optimierung der Verfahrenstechnologie. Hierbei wurden sowohl neue Werkzeuggeometrien als auch Kinematikkonzepte entwickelt. Alle Ergebnisse konnten ebenfalls experimentell verifiziert werden. Es zeigte sich, dass das Erwärmen der Kunststoff-Komponenten zu einer positiven Beeinflussung der Verbindungsausbildung führen kann. Aus diesem Grund wurde ein erstes Konzept für einen temperierten Clinch-Amboss entwickelt. Das große Interesse der Industrie an diesem Verfahren führte dazu, dass für das Flach-Clinchen hybrider Werkstoffverbunde sowohl bereits ein Gebrauchsmuster erteilt wurde als auch die Erteilung eines Patentes durch das DPMA beabsichtigt ist.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Entwicklung einer hybriden Flach-Clinch-Verbindung zur Herstellung eines Metall-Kunststoff-Verbundes unter Nutzung der numerischen Simulation. 21. Fachtagung über Verarbeitung und Anwendung von Polymeren (Technomer), 12.-14.11.2009, Chemnitz, Tagungsband S. 58, ISBN 978-3-939382-09-6
Awiszus, B.; Beyer, U.
- Gebrauchsmuster „Hybrider Werkstoffverbund aus mehreren Fügepartnern" Nr. 20 2009 007 835.3, Tag der Eintragung 26.11.2009
Awiszus, B.; Beyer, U.; Todtermuschke, M.; Riedel, F.
- Flat-Clinching - a New Possibility for Joining Different Kinds of Components in a Flexible and Effective Way to a Planar Material Compound. Steel research international, 81 (2010) 9, Special Edition zur Metal Forming 2010, 19.-22.09.2010, Toyohashi, Japan, S. 1124-1127, ISBN 978-3-514-00774-1
Beyer, U.; Awiszus, B.
- Mit Leichtigkeit zum Metall-Kunststoff-Verbund - numerisch basierte Entwicklung einer hybriden Flach-Clinch-Verbindung. 12. Round Table „Simulation in der Massivumformung", 27.-30.09.2010, Bamberg, Tagungsband S. 283-294, ISBN 978-3-9813814-0-5
Beyer, U.
- Mit Leichtigkeit zum Metall-Kunststoff-Hybrid. BlechRohreProfile 58 (2011) 4, S. 12-14, ISSN 0006-4688
Beyer, U
- Using Flat-Clinching to Obtain Plastic-Metal Compounds. Steel research international, 82 (2011) 9, Special Edition zur 10th International Conference on Technology of Plasticity ICTP 2011, 25.-30.09.2011, Aachen, S. 673-678, ISBN 978-3-514- 00784-0
Beyer, U.; Awiszus, B.
