Metallverbunde
Metall-Sandwichverbund
Metallverbunde für Leichtbauanwendungen sind zum einen Bauteile im Multimaterialdesign aus Metallblech und endlosfaserverstärktem Kunststoffverbund (FKV), Sandwichstrukturen, die aus textilbasierten metallischen Verstärkungsstrukturen und Metallblech bestehen und zum anderen mit metallischer Matrix infiltrierte metallische oder hybride textilbasierte Strukturen. Diese neuartigen Metallverbunde in Form eines Multi-Material-Designs versprechen ein außerordentlich hohes Leistungspotenzial durch Gewichtsreduzierung und zusätzliche Funktionsintegration.
Metallblech-FKV-Verbunde
Der neuartige Ansatz zur Herstellung der Metallblech-Verbunde besteht in der Verwendung textiler Halbzeuge auf Hybridgarnbasis, die in einem gemeinsamen Umform-Füge-Prozess mit dem Metallblech umgeformt werden, während gleichzeitig das Fügen durch die bzw. während der Verbundbildung erfolgt. Aus den Hybridgarnen werden zunächst ebene Flächengebilde hergestellt. Im Fokus der Entwicklung stehen hierbei biaxial und mehraxial verstärkte Textilstrukturen, die über ein einstellbares, gutes Drapiervermögen bei gestreckter Anordnung der Verstärkungsfäden verfügen. Dadurch ist eine prozessintegrierte Umformung ebener Strukturen in komplexe 3D-Geometrien ohne Faltenbildung möglich und gleichzeitig sind sehr gute mechanische Eigenschaften im Verbund erreichbar. Für die Sicherstellung einer bestmöglichen Adhäsion zwischen FKV und Metallblech im Verbund werden sowohl textilseitig als auch blechseitig entsprechende Maßnahmen zur Oberflächenbehandlung entwickelt und angewendet.
Metallblech-Verbund-Technologiedemonstrator B-Säulenfuß
Metall-Metall-Verbunde
Umgeformte gewebte 3D Drahtstruktur
Metall-Metall-Verbunde unterteilen sich in Metall-Sandwichverbunde und Metall-Matrixverbunde. Am ITM werden innovative, textilbasierte, metallische, zellulare 3D-Strukturen sowie die dafür benötigten Fertigungstechnologien und Maschinen entwickelt. Hierzu werden metallische Drähte oder Rovings zu dreidimensionalen zellularen Strukturen verwebt bzw. gestrickt. Zusätzlich können textile Fadenmaterialien verarbeitet werden, um hybride Strukturen herzustellen. Die entwickelten Strukturen können als Kernstruktur in Metall-Sandwichbauteilen oder als Verstärkunsgstruktur in metallischer Matrix zum Einsatz kommen.
Das ITM verfügt dank zahlreicher Forschungsarbeiten zur Entwicklung und Umsetzung von Metallverbunden über ein umfassendes Know-how für eine gezielte, anforderungsgerechte Verarbeitung unterschiedlichster Materialien, die Entwicklung geeigneter Fertigungstechnologien und Maschinentechniken sowie die gezielte Einstellung der Material- und Bauteileigenschaften.
Ansprechpartner:
© Mirko Krziwon
Herr Dr.-Ing. Dominik Nuss
Forschungsgruppenleiter Flächenbildungstechnik
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