Forschungsprojekte

Blue Car - Thermisches Fügen von Multimaterial-Komponenten

Projektinitiative »Ressourceneffiziente Fertigungssysteme und Technologien« (blue Saxony)

Zielbranchen

Fahrzeug- und Verkehrstechnologien, auch: Antriebstechnik, Stahlbau

Problemstellung

Metall-Mischbauweisen zwischen Aluminium, Stahl und Magnesium mit optimiertem und belastungsgerecht verteiltem Materialeinsatz bieten eine wirtschaftlich vertretbare Alternative für den Leichtbau.

Die Herausforderungen für die thermische Fügetechnik liegen bei angestrebten maximalen Verbindungsfestigkeiten vor allem im Bereich der stark voneinander abweichenden physikalischen Werkstoffeigenschaften (z. B. Wärmeausdehnung, Schmelztemperatur).

Gleichzeitig soll die Produktivität der Verfahren an die der Technologien für artgleiche Verbindungen heranreichen.

Lösung

Es wurden verschiedene (Hybridfüge-)Verfahren konzeptioniert und umfassende Charakterisierungen der sich einstellenden Verbindungseigenschaften (mechanisch, chemisch, metallurgisch) durchgeführt. Als wesentliches Teilergebnis konnten durchschnittlich 80 Prozent der Grundwerkstofffestigkeit des schwächeren Fügepartners bei lichtbogenbasierten Technologien reproduzierbar eingestellt werden.

Die am Fraunhofer IWU initiierten Entwicklungen beim Widerstandspressschweißen zeigen sich als wegweisend für zukünftige Anwendungen.

In einem weiteren Arbeitspaket wurde ein aus artgleichen Fügepartnern hergestelltes Bauteil mittels FE-Simulation analysiert und in eine Stahl-Aluminium-Mischbauweise überführt. Dies geschah in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern aus der Wirtschaft. Hier konnte eine Gewichtseinsparung von rund 24 Prozent umgesetzt werden.