Substitution von metallischen Schubfeldern im Fahrzeugbau durch fügetechnische Integration von FKV-Schalen

Vorhabenbeschreibung:

Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) ersetzen im Fahrzeugbau zunehmend konventionelle Metallwerkstoffe. Dabei kommen vermehrt FKV mit thermoplastischer Matrix zum Einsatz. In Kombination mit Metallen lassen sich hochwertige gewichtsoptimierte Mischbauweisen umsetzen. Das Fügen von FKV und Metallen stellt jedoch eine große Herausforderung dar, da derzeit die Faserstruktur geschädigt und damit die Festigkeit der Bauteile erheblich reduziert wird. Das Projektziel ist die Bereitstellung einer Fügetechnologie zur werkstoff- und kraftflussgerechten Integration thermoplastischer FKV ohne Faserschädigung, die sich durch kurze Zykluszeiten, einseitige Zugänglichkeit, Kosteneffizienz, hohe Reproduzierbarkeit ohne Nacharbeit, geringe Investitionskosten und hohe Anlagenverfügbarkeit auszeichnet. Die zu entwickelnde Fügetechnologie basiert auf einem neuen Ansatz, bei dem ein Schweißdraht mit einem MSG-Brenner in die plastifizierte FKV-Fügezone zugestellt wird. Nachdem der Schweißdraht den metallischen Fügepartner an der Unterseite kontaktiert, wird er an diesen geschweißt. Nach der Trennung des Schweißdrahtes durch einen Impuls, erfolgt die Formung eines Schließkopfes am so entstandenen Pin. Aufgrund des kleinen Verbindungselementes, sind reduzierte Flanschbreiten gegenüber derzeit verwendeten Verfahren (z.B. Blindnieten) realisierbar. Das Fügeverfahren soll für mediendichte Verbindungen darüber hinaus mit dem Kleben kombiniert werden. Die KMU profitieren von einer Fügetechnologie mit geringen Investitions- und Montagekosten, einem effizienten Fügeprozess mit geringem Energiebedarf basierend auf bekannter Schweißtechnologie, der Umsatzsteigerung aufgrund möglicher neuer Geschäftsfelder und Absatzmärkte sowie durch die hohe Rohstoffeffizienz durch Ausnutzung der Werkstoffperformance. KMU werden in die Lage versetzt, auf dem nationalen und internationalen Markt Alleinstellungsmerkmale durch hochinnovative Leichtbauprodukte ohne Erhöhung der Produktionskosten zu erlangen.