TU Ilmenau Humbold Bau

Projektdaten



Werkstofforientierte Prozessführung punktförmiger Thermoplast-Metall-Hybridverbindungen mittels einseitiger Widerstandserwärmung


Hochschule
TU Ilmenau
Fakultät/Einrichtung
Maschinenbau
Förderkategorie
Bund
Zeitraum
2020 - 2022
Drittmittelgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Bewilligungssumme, Auftragssumme
260.131,52 €

Abstract:

Aufgrund des hohen Automatisierungsgrades, der hohen Flexibilität und der hohen Wirtschaftlichkeit (gebrenzte Investieionskosten für Anlagen- und Spanntechnik, Wegfall von Zusatzwerkstoffen, kurze Schweißzeiten und die technische einfache Prüfung der Verbindungen) ist das Widerstandspunktschweißen in KMU ein etabliertes Verfahren für die Herstellung von Blecherzeugnissen. Industrierelevante Lösungen zum Verbinden von Metall und Kunststoff mittels Widerstandsschweißen sind derzeit nicht vorhanden, auch wenn hier eine Erweiterung der Wertschöpfung bei den Lieferanten (KMU) zu verzeichnen wäre. Dadurch wird an dieser Stelle auf mechanische Fügetechniken zurückgegriffen. Aus Anwendersicht wäre es daher von zentraler Bedeutung das Widerstandspunktschweißen von derzeit singulären Materialkombinationen (St/St, Al/AI, etc.) auch auf Mischverbindungen aus Metall und Kunststoff zu übertragen, um somit wirtschaftlicher zu produzieren und dadurch bereits etablierte Fügeverfahren auf weitere Materialkombinationen zu übertragen. An dieser Stelle knüpft das Vorhaben an, mit dem Schwerpunkt der Entwicklung eines widerstandsbasierten Fügeprozesses zum thermischen Direktfügen von Metall mit Kunststoff, basierend auf einer einseitigen Elektrodenanordnung, wodurch der Kunststoff bezogen auf den Stromfluss entkoppelt ist und nur das Metall erwärmt wird. Infolge der Wärmeleitung wird der Kunststoff an der Grenzfläche zum Metall lokal aufgeschmolzen. Über den gleichzeitig wirkenden Anpressdruck der Elektroden kann der plastifizierte Kunststoff die Metalloberfläche benetzen und bildet nach dem Abkühlen einen festen punktförmigen Verbund aus. Für KMU eröffnen sich in diesem Technologiebereich vollkommen neue Geschäftsfelder, um Maschinen und Produkte am Markt abzusetzen, da neben Anwendern (blechverarbeitende Industrie) auch Schweißstromquellenhersteller (KMU), Anlagenhersteller (Integratoren) und Entwickler von Schweißsteuerungen profitieren.
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