Umformtechnisches Fügen zweischnittiger Aluminium-Stahl-Mischverbindungen mittels Schneidclinchen

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Marion Merklein
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren ; Fügetechnik und Trenntechnik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497635767

Neben der Verwendung von Leichtbauwerkstoffen erfolgt die Umsetzung des Leichtbaugedankens durch die Integration von Funktionen sowie durch die belastungsgerechte Auslegung von Bauteilen. Dies macht sowohl das Fügen von artungleichen Werkstoffen als auch von mehrlagigen Blechverbunden erforderlich. Letzteres stellt nicht nur für schweißtechnische, sondern auch für mechanische Fügeverfahren eine Herausforderung dar, da die zusätzlichen Blechlagen und Kontaktflächen die Prozessauslegung erschweren. Prozessgrenzen etablierter, umformtechnischer Fügeverfahren hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften der Fügepartner gelten auch für das Verbinden mehrlagiger Blechverbunde. Hochfeste Werkstoffe können daher nur unter Verwendung von Hilfsfügeteilen gefügt werden. Systematische Untersuchungen zum Einfluss der mechanischen Eigenschaften der Fügepartner, deren Dicke sowie der Fügereihenfolge beim Fügen durch Umformen mehrlagiger Bleche fehlen. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Erweiterung der Prozessgrenzen beim umformtechnischen Fügen artungleicher, mehrlagiger Bleche durch die Qualifizierung des Schneidclinchverfahrens für das Fügen von drei Blechen. Hierfür wird der Schneidclinchprozess grundlegend für das Fügen zweischnittiger Verbindungen untersucht und die zugrundeliegenden Werkmechanismen abgeleitet. Der Effekt der zusätzlichen Blechlage auf den Prozess wird systematisch in Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften der Fügepartner und werkzeugseitiger Einflüsse analysiert. Durch die Untersuchung des Schneidverhaltens und des Werkstoffflusses werden die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Blechlagen identifiziert und die Grundlage für die Adaption bestehender Werkzeugsysteme an die geänderten Randbedingungen geschaffen. Die Eignung der erarbeiteten Werkzeugsysteme wird anschließend durch die Analyse der Verbindungseigenschaften bestätigt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen