Aus unserer Forschung

Klug kombiniert - Fertigungstechnologien für den hybriden Leichtbau

Temperiertes Umformwerkzeug
© Fraunhofer IWU

Temperiertes Umformwerkzeug

Zur Einsparung von Antriebsenergie bei bewegten Baugruppen ist der Leichtbau als Konstruktionsphilosophie aus aktuellen Entwicklungen nicht mehr wegzudenken. Mithilfe innovativer Werkstoffe und deren Kombinationen in Form von Multimaterialkonzepten kann die Forderung nach minimalem Gewicht bei gleichzeitig maximaler Stabilität optimal erfüllt werden. Eine wichtige Rolle spielen hierbei Hybridbauteile. Die Materialien werden großflächig miteinander verbunden, ohne dass zusätzliche Fügeelemente erforderlich sind. Der kombinierte Füge- und Formgebungsprozess führt zu einer Großserienfähigkeit und wirtschaftlichen Bauteilkosten. Anwendung finden diese Hybridbauteile vor allem in der Automobilkarosserie. Im Hinblick auf die Optimierung des Energie- und Werkstoffeinsatzes erarbeiten wir Lösungen zur konsequenten Verkürzung der umformtechnischen Prozessketten. Durch eine ganzheitliche Prozesskettenbetrachtung und systematische Untersuchungen zum Umformverhalten von Hybridverbunden erschließen wir neue und nachhaltige Lösungen für einen intelligenten Systemleichtbau und dessen Realisierung in der Großserienfertigung.

Effizient zum Bauteil aus Metall und Faserverbunden

In einem Teilprojekt des DFG / AiF-Gemeinschaftsvorhabens »Großserientaugliche Prozessketten für hochintegrierte Bauteile aus hybriden Faser-Kunststoff / Metall-Verbunden« setzen die Wissenschaftler des Fraunhofer IWU auf eine umformtechnische Lösung: Im Mittelpunkt des Projekts steht die Konstruktion eines temperierten Umformwerkzeugs, auf dem verschiedene Prozessvarianten, Verfahrensparameter und Werkstoffkombinationen für die Fertigung eines Pkw-Dachquerträgers untersucht werden. Das Ergebnis: Eine umformende und gleichzeitig fügende Herstellung von Verbundbauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbunden und Metalldeckschichten ist möglich und wirtschaftlich vorteilhaft. Der Endanwender kann auf diese Weise hohe Investitionskosten vermeiden. So wird die Einstiegshürde zur industriellen Herstellung der innovativen Leichtbaukomponenten deutlich gesenkt.

Nutzeffekte:
– Reduzierung des Bauteilgewichts um 25 % bei gleichen Eigenschaften
– Senkung von Investitionskosten durch Rückgriff auf etablierte Verfahren der Blechumformung
– Senkung der Produktionskosten durch kurze Prozessketten
– Energie- und Ressourceneinsparung