May 20, 2020
Technologische Sprung-Innovation aus Dresden - Faserverbunde und Metallbleche per Laserschweißen gefügt
Mit der in dem AiF-geförderten Projekt „Metall-FKV-Verbindung“ entwickelten neuartigen Technologie können zukünftig mit diesem industriell etablierten Fügeverfahren hybride Strukturen einfach und funktional hergestellt werden.
Forschern der TU Dresden ist es erstmals gelungen, Faserverbundstrukturen per Laserschweißen mit Metallblechen dauerhaft zu fügen. Auf zusätzliche Fügeelemente konnten die Wissenschaftler dabei komplett verzichten. Mit der in dem AiF-geförderten Projekt „Metall-FKV-Verbindung“ entwickelten neuartigen Technologie können zukünftig mit diesem industriell etablierten Fügeverfahren hybride Strukturen einfach und funktional hergestellt werden.
Forschern der TU Dresden ist es erstmals gelungen, Faserverbundstrukturen per Laserschweißen mit Metallblechen dauerhaft zu fügen. Auf zusätzliche Fügeelemente konnten die Wissenschaftler dabei komplett verzichten. © Thomas Kunz, TUD/ILK
Hybride Bauweisen aus Metall und Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) machen intelligenten Leichtbau erst möglich, da bereichsspezifisch Material- und Bauteileigenschaften eingestellt werden können. Wesentliche Voraussetzung dafür sind wirtschaftliche, beanspruchungs- und werkstoffgerechte Lösungen zum Fügen der Einzelkomponenten. Hierfür hat das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden in der Fachgruppe Verbindungstechniken eine neuartige Technologie auf Basis des Laserschweißens entwickelt. Die Anlagentechnik hierfür wurde bereitgestellt vom Steinbeis-Innovationszentrum Dresden.
Der Entwicklungsansatz basiert auf hybriden Verstärkungstextilien, welche am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden entwickelt wurden. Hierbei sind die metallischen Elemente textiltechnisch eingearbeitet. Diese bilden in der FKV-Komponente metallische Oberflächen aus, die für das schweißtechnische Fügen mit Metallblechen genutzt werden. Bisher wurde die Machbarkeit am Beispiel von Stahlblech und Epoxidharz-basierten Verbunden gezeigt. Doch die Technologie ist grundsätzlich auf verschiedenste Materialkombinationen übertragbar. Das Verfahren bietet das Potential, erhöhte Verbindungsfestigkeiten und ein gutmütiges Versagensverhalten zu erzielen. Außerdem sind die Forscher davon überzeugt, dass dieser innovative Lösungsansatz eine seriengerechte und auch wirtschaftliche Integration von FKV-Bauteilen in Metallkarosserien ermöglicht.
Das IGF-Vorhaben (Nr. 18930 BR) der Forschungsvereinigungen Forschungskuratorium Textil e.V. (FKT) und Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
© ILK/TUD
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameDr.-Ing. Daniel Weck
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Institute of Lightweight Engineering and Polymer Technology