Vergütungsfreie Herstellung und Fügen von Stanznietelementen mit angepasstem mechanischen Eigenschaftsprofil aus hochverfestigenden Werkstoffen und prozesskettenübergreifender numerischer Abbildung

Leiter

Mitarbeiter

Laufzeit

Start: 1. Januar 2018

Ende: 30. November 2024

Kurzbeschreibung

Das Fügen ist ein zentrales Verfahren der Produktionstechnik, weshalb die Effizienz derartiger Fertigungsverfahren hoch relevant ist. Beim Halbhohlstanznieten werden Nietelemente als Hilfsfügeteile eingesetzt, um eine Fügeverbindung herzustellen. Auf diese Weise können artungleiche Werkstoffe gefügt und somit Mischbaustrukturen realisiert werden. Allerdings stellt die Nietherstellung einen aufwendigen und zeitintensiven Prozess dar, welcher die Schritte Vergüten und Beschichten der Nietelemente beinhaltet, um eine ausreichende Festigkeit bei gleichzeitig hoher Duktilität und Korrosionsbeständigkeit zu erreichen. Durch die Verwendung hochverfestigender Werkstoffe als Nietwerkstoffe, wie beispielsweise druckaufgestickter Stähle, besteht das Potential, auf diese Prozessschritte nach der Umformung zu verzichten und somit die Prozesskette zu verkürzen. Eine wesentliche Herausforderung bei der Verwendung druckaufgestickter Stähle für die Kaltmassivumformung stellt jedoch die hohe Werkzeugbeanspruchung dar.

Das Ziel ist, in Zusammenarbeit mit dem  Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (LWF) der Universität Paderborn, die Untersuchung grundlegender Einflussfaktoren auf den Umformprozess zur Herstellung von Halbhohlstanznieten aus hochverfestigenden Werkstoffen, die resultierenden Nieteigenschaften, den Fügeprozess und die erzielbaren Verbindungseigenschaften. Der Fokus am LFT liegt auf der Erarbeitung eines Werkzeugkonzepts und einer Umformstrategie für die Nietherstellung, wodurch der Umformprozess vor dem Hintergrund der hohen auftretenden Spannungen im Werkzeug realisiert werden kann. Hierbei sollen auch grundlegende Zusammenhänge zwischen der Umformtemperatur, der erreichbaren Formfüllung während der Umformung und den mechanischen Eigenschaften der umgeformten Nietelemente abgeleitet werden. Durch die Wahl einer geeigneten Umformstrategie und die Adaption der Nietgeometrie sollen die mechanischen Nieteigenschaften entsprechend den Anforderungen beim Fügen angepasst werden können.

Forschungsgruppen: Fertigungsprozesse

Publikationen