Referenzprojekte zum Thema Mechanisches Fügen

  • Bei der »Coupled Process Analysis« (CPA) handelt es sich um einen fertig entwickelten Softwarekern, der über eine breite Schnittstellenbasis verfügt und innerhalb kürzester Zeit in nahezu jede Planungs- bzw. Produktionsumgebung integriert werden kann. Bereits nach wenigen Fertigungsdurchläufen erkennt sie qualitätsrelevante Prozessparameter und leitet entsprechende Kompensationsvorschläge in angepassten Regelschleifen ab.

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  • © Fraunhofer IWU

    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.

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  • © Fraunhofer IWU

    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.

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  • © Fraunhofer IWU

    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.

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  • Das große Potenzial der Hydroumformung zur Herstellung komplexer Hohlteile kann oft nicht vollständig genutzt werden, da bei der Bauteilkonstruktion auf die Zugänglichkeit zur Realisierung nachfolgender Fügeprozesse Rücksicht genommen werden muss. Mit der Integration der Fügeoperation in den Prozess der Hydroformung können auftretende Probleme gelöst werden. Dazu werden die vorlochfreien Fügeverfahren Clinchen und Stanznieten und das Verfahren Hydroumformung miteinander kombiniert.

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  • 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.

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  • © Fraunhofer IWU

    Lange fehlten Konzepte, damit auch dickblechverarbeitende Industriezweige wie der Schienen-, Schiffs-, Nutzfahrzeug- oder Stahlbau von der effizienten Fügetechnologie des Clinchens profitieren können. Mithilfe von Computersimulationen haben wir Werkzeuge entwickelt, mit denen sich Einzelblechdicken von durchschnittlich fast einem Zentimeter fügen lassen. Anwendung fand dieses Clinchverfahren beim Fügen von versteifenden Streben an die Ober- und Untergurte eines Fahrtreppenfachwerks von Rolltreppen.

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  • Das Clinchen von Magnesium erfordert dessen lokale Erwärmung auf etwa 220 °C. Die dabei benötigte Erwärmzeit der Fügestelle liegt für konventionelle Clinchverfahren bei mindestens 3 bis 6 Sekunden, wodurch sich die Gesamtprozesszeit für das Fügen beträchtlich erhöht. Das matrizenlose Clinchen bietet entscheidende Vorteile, u.a. können die Erwärmzeiten beim temperierten matrizenlosen Clinchen auf unter eine Sekunde reduziert werden.

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  • Clinchverfahren sind einfache und preisgünstige Verfahren zum Verbinden von Blechen. Die Fügewerkzeuge müssen beim herkömmlichen Clinchen stets genau koaxial zueinander ausgerichtet sein, damit qualitätsgerechte Fügepunkte entstehen. Bei Clinchverfahren mit ebenem Gegenwerkzeug wird im Gegensatz zu herkömmlichen Clinchsystemen keine konturierte Matrize mehr benötigt.

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  • 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.

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