Einsatz von wandlungsfähigen Fügeprozessen zur Herstellung von hybriden Bauteilstrukturen im industriellen Umfeld (T01#)

• Fachliche Zuordnung: Fügetechnik und Trenntechnik ; Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2023 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418701707

Gegenstand des beantragten Transferprojekts ist die Analyse der Übertragbarkeit der im Rahmen des Sonderforschungsbereich Transregio "Methodenentwicklung zur mechanischen Fügbarkeit in wandlungsfähigen Prozessketten" untersuchten Wandlungsfähigkeit eines taumelnden Halbhohlstanznietprozesses aus dem Teilprojekt "Wandlungsfähiges Fügen mit Hilfsfügeteil unter industriellen Randbedingungen. Zentrales Ziel des Forschungsprojekts ist dabei die Übertragung der grundlagenwissenschaftlichen Erkenntnisse zur gezielten Herstellung von geometrischen Charakteristiken von Fügeverbindungen wie beispielsweise Hinterschnitte beim taumelnden Halbhohlstanznieten auf den neuartigen Ansatz des Fügens durch Taumeln. Im SFB/TRR werden wissenschaftliche Methoden zur Wandlungsfähigkeit von mechanischen Fügeverfahren und Prozessketten erforscht. Diese erarbeiteten Erkenntnisse sollen auf anwendungsnahe Fragestellungen hinsichtlich des Fügeprozesses sowie der Bauteilauslegung angewendet und übertragen werden. Im Teilprojekt des Sonderforschungsbereichs wird das etablierte Fügeverfahren Halbhohlstanznieten in Kombination mit einem Taumelprozess grundlagenwissenschaftlich untersucht und das technologische Potential zur Erweiterung der Wandlungsfähigkeit aufgezeigt. In diesem Zusammenhang konnten die Kinematik und der Taumelwinkel als wesentliche Einflussgrößen auf die Ausbildung von Hinterschnitten sowie die Nietkopfendlage und folglich auf die Fügequalität identifiziert werden. Allerdings bestehen auch limitierende Faktoren, welche einem industriellen Einsatz entgegenstehen. Durch den Einsatz eines Hilfsfügeteils ist neben dem Aspekt des Handlings auch die Limitierung der Fügerichtung eingeschränkt. Zusätzlich lassen sich dadurch keine Bauteile mit Fügeverbindungen in der Blechebene herstellen. Deshalb sollen die grundlagenwissenschaftlichen Erkenntnisse über die Prozesseinflussgrößen bei der geometrischen Ausformung im taumelnden Halbhohlstanznieten in Zusammenarbeit mit den Industriepartnern SRAM Deutschland GmbH sowie C.D. Wälzholz GmbH & Co. KG unter Berücksichtigung industrieller Anforderungen auf eine neue, hilfsfügeteilfreie Fügemethodik übertragen werden, welche sich ausschließlich durch den Einsatz eines Taumelverfahrens charakterisieren lässt. Neben dem Einsatz industrierelevanter Werkstoffklassen soll vor allem ein fundamentales Prozessverständnis des neuartigen wandlungsfähigen Fertigungsverfahrens hinsichtlich der auftretenden Wirkzusammenhänge aufgebaut und mit Hinblick auf eine potentielle Anwendung bewertet werden. Durch gezielte An-passung der identifizierten Einflussparameter an industrielle Anforderungen soll die Grundlage für eine mögliche Anwendung des wandlungsfähigen Verfahrens geschaffen werden. Beide Projektpartner bringen sich mit spezifischem Know-How bezüglich Halbzeugen, Anwendung, Anforderungen und Qualitätsbewertung ein und tragen so maßgeblich zum Erfolg des Projekts bei.

• DFG-Verfahren: Transregios (Transferprojekt)
• Teilprojekt zu: TRR 285: Methodenentwicklung zur mechanischen Fügbarkeit in wandlungsfähigen Prozessketten
• Antragstellende Institution: Universität Paderborn
• Beteiligte Hochschule: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• Unternehmen: C.D. Wälzholz GmbH & Co. KG; SRAM Deutschland GmbH
• Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter: Professor Dr.-Ing. Michael Lechner; Professorin Dr.-Ing. Marion Merklein