Projektdaten

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USWear Detection

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Das Metall-Ultraschallschweißen (USMVV) findet aktuell in vielen Industriebereichen Zugang. Hierzu zählt einerseits der Automobilbau (Bordnetzanwendungen, Batterietechnik) aber auch Bereiche wie die Luft- und Raumfahrt, die Elektronikherstellung, die additive Fertigung oder das Fügen hybrider Werkstoffverbunde. Trotz der vielfältigen Anwendung liegen aktuell kaum fundierte Erkenntnisse zum Werkzeugverschleiß beim USMW vor, obwohl dessen Auftreten mehrfach belegt werden konnte. Zudem können aktuellen Betrachtungen keine fundierten Erkenntnisse zwischen dem Sonotroden- und Ambossverschleiß sowie den daraus resultierenden Auswirkungen auf die Verbindungseigenschaften entnommen werden. An dieser Stelle setzt das Forschungsvorhabens mit einer tiefgreifenden und systematischen Ermittlung der Zusammenhänge zwischen Werkzeugverschleiß, erforderlicher Prozessführung und resultierenden Verbindungseigenschaften, sowie darauf aufbauend der Entwicklung einer Methodik zur Detektion und Bewertung des Verschleißes an. Die daraus resultierenden Kernfragen befassen sich vordergründig mit den tribologischen Zusammenhängen zwischen Sonotroden/-Ambossverschleiß sowie der resultierenden Verbindungsqualität. In diesem Kontext wird ebenso der maximal ertragbare Verschleiß an Sonotrode und Amboss ermittelt und daraus Grenzbedingungen abgeleitet. Dies erlaubt wiederum die Festlegung verschleißbedingter Austauschzeitpunkte. Die resultierenden Grenzbedingungen und Kennwerte werden anschließend für eine Überwachung und Prognose des Werkzeug-verschleißes verwendet. Somit können gleichbleibende Verbindungseigenschaften erzielt, der Bauteilausschuss reduziert sowie Kosten für Werkzeuge und Wartung verringert werden. Dadurch profitieren insbesondere kmU von fundierten Kenntnissen zur effizienten Auslegung und Planung des Prozesses sowie einem reduzierten Bauteilausschuss und verringerten Kosten für Wartung und Consumables.