Referenzprojekte zum Thema Mechanisches Fügen

Das Falzen ist durch eine sehr komplexe Geometrie und Bauteilbeanspruchung gekennzeichnet. Die numerische Simulation des Falzvorganges ermöglicht es, den Spannungs- und Deformationsvorgang zu analysieren. Damit wird die Anlagen- und Werkzeugplanung unterstützt und eine Prognose der Maß- und Formgenauigkeit der gefalzten Baugruppen ermöglicht.

Im Projekt »UMISTAB – Entwicklung eines effizienten Elektromotorenprinzips durch Integration umformtechnisch hergestellter innovativer Statorblechpakete« wird ein Konzept für die Herstellung einer innovativen Statorblechung entwickelt.

Viele Einzelteile, Baugruppen und Produkte müssen aus funktionellen oder ästhetischen Gründen definierte Maßhaltigkeitstoleranzen erfüllen. Deren Überprüfung stellt einen erheblichen Kostenaufwand innerhalb einer Wertschöpfungskette dar. Die Promess Measuring Device (PMD) Vorrichtung ist in der Lage, sich selbstständig in weniger als 2 Minuten für eine neue Messaufgabe umzurüsten. Die hohe Flexibilität der Vorrichtung ermöglicht es dem Anwender zukünftig, sein gesamtes Produktspektrum inklusive aller Einzelteile und Unterbaugruppen mit nur einer Vorrichtung zu vermessen.

Um Fügeprozesse zielgerichtet zu optimieren, werden Assistenzsysteme zur multivariaten Datenanalyse benötigt. Mit einer solchen Analyse lässt sich die in einem Datensatz enthaltene Anzahl an Variablen verringern, ohne die darin enthaltene Information zu reduzieren. Damit können die Parameter für das Fügen schneller prognostiziert und anwendergerecht aufbereitet werden. Diese Entwicklung des Fraunhofer IWU ist gegenüber bestehenden Lösungen als 2D-Querschnittsmodell visualisierbar.

Ein Nachteil konventioneller mechanischer Fügeverbindungen mit Niet als Hilfsfügeelement ist, dass sie oftmals nicht zerstörungsfrei wieder lösbar sind. Sie können nur durch aufwendige und mitunter zerstörende Demontageprozesse entfernt werden. Wir forschen daher an punktförmigen, lösbaren Verbindungstechniken, was auch mit Blick auf Ressourcenschonung, Kreislaufwirtschaft, Recycling und Wiederverwertung von zunehmender Bedeutung ist.

Ein marktüblicher Pkw besteht heute aus etwa sechzig gefügten Materialkombinationen. Will man diese verschiedenen Kombinationen durch Halbhohlstanznieten herstellen, benötigte man bisher für jede von ihnen ein eigenes Werkzeug. Mit flexiblen Fügewerkzeugen für das Halbhohlstanznieten kann die Ressourceneffizienz deutlich gesteigert werden.

Der Einsatzbereich des Vollstanznietens ist aufgrund der wirkenden Prozesskräfte, der werkstoffspezifischen Anforderungen an die zu verbindenden Bleche sowie prozessbedingter Deformationen der zu fügenden Bleche eingeschränkt. Die geteilte Ausführung der Matrize in Prägering und Matrizenring ermöglicht eine ebene Auflagefläche der Bleche während des gesamten Stanzprozesses. Dadurch können geringere Prägeringbreiten zum Einsatz kommen, was für eine Vielzahl von Werkstoffpaarungen eine signifikante Verkleinerung der Fügekräfte zur Folge hat.

Blechbauteile im Automobilbau müssen eine hohe Belastbarkeit und Steifigkeit aufweisen und gleichzeitig leicht sein. Dieser Umstand erfordert Werkstoff- und Konstruktionskonzepte, bei denen der Materialeinsatz der realen Belastung angepasst werden kann. Die Patchworktechnik ist eine Schlüsseltechnologie zur flexiblen und belastungsgerechten Optimierung von Bauteilen.

Das Falzen ist eine Fügetechnologie zum Verbinden von Blechteilen ohne eine von außen sichtbare Verbindungsstelle. In unseren Versuchseinrichtungen falzen wir Baugruppen unterschiedlicher Komplexität sowie hybride Werkstoffkombinationen mit konventionellen und neuen Falztechnologien. Dabei untersuchen wir systematisch den Einfluss verschiedener Bauteil- und Prozessparameter und ermitteln gezielt die Abhängigkeiten wichtiger Kenngrößen der Falzverbindung.

Die Fügeverfahren Falzen und Kleben werden kombiniert, um Türen, Hauben und Klappen im automobilen Rohbau mit hoher Tragfähigkeit zu fügen. Mit dem Ziel, die Qualität geklebter Falzbaugruppen syste­matisch zu erhöhen, unterstützen wir die Industrie bei der Baugruppen- und Prozessanalyse. In unseren Versuchseinrichtungen wird die gesamte Prozesskette Falzkleben experimentell abgebildet.