Fügetechnik
Moderne Verbindungstechniken im Fahrzeugleichtbau
Automobile bestehen aus einer Vielzahl von Bauteilen, die miteinander verbunden sind. Den Verbindungstechniken kommt im Automobilbau eine hohe Bedeutung zu. Sie müssen nicht nur wirtschaftliche Anforderungen erfüllen, sondern auch die geforderte Qualität und die funktionalen Eigenschaften der Fahrzeuge gewährleisten.
Im Forschungscluster ‚Werkstoff-/Fertigungstechnologien und Berechnungsmethoden’ der Forschungsgemeinschaft Automobiltechnik (FAT) wird durch den Arbeitskreis ‚Fügetechnik’ der Bedeutung der Verbindungstechniken Rechnung getragen.
Im Sinne einer effizienten Entwicklung neuer Leichtbaukonzepte ist das Bestreben, den Aufwand für langwierige Tests zu reduzieren, von zunehmender Bedeutung. Versuche können durch hohe Treffsicherheit von vorgeschalteten Berechnungen eingespart werden. Die Einschätzbarkeit der Festigkeit von Verbindungen ist von großer Wichtigkeit. Weiterhin werden dem Konstrukteur objektiv vergleichbare Daten an die Hand gegeben, um die Entscheidung für den Einsatz von bestimmten Fügetechnologien zu treffen.
Der Arbeitskreis ‚Fügetechnik’ trägt bereits seit vielen Jahren erfolgreich zur Erforschung und Entwicklung der Verbindungen im Automobilbau bei. Durch das Verbinden wird der Zusammenhalt zwischen den zuvor getrennten Werkstücken lokal – d.h. an den Fügestellen – geschaffen und eine Formänderung des neu entstandenen Teils herbeigeführt. Die Verbindung kann dabei von fester oder beweglicher Gestalt sein. Über die Wirkflächen der Verbindung werden die auftretenden Betriebskräfte übertragen.
Ziele der Forschung sind die Charakterisierung und Qualifizierung von Verbindungen. Aktuelle Schwerpunkte sind die Entwicklung von Berechnungskonzepten zur betriebsfesten Auslegung und die Modellierung von Verbindungen. Fertigung und Berechnung hybrider Verbindungen, die Standardisierung von Datenformaten für Finite Element-Programme und die Probenvereinheitlichung sind notwendig, um sichere und leichte Fahrzeuge zu entwickeln. Die typischen Verbindungstechniken im Automobilbau sind Linien- und Punktschweißen, Stanznieten, Clinchen, Löten, Schrauben und Kleben. Wirtschaftlich überragende Verbindungstechniken sind das Widerstandspunktschweißen, das Lasernahtschweißen und das Halbhohlstanznieten. Werkstoffseitig werden Stahl- und Aluminiumverbindungen, aber auch hybride Werkstoffverbindungen und zukünftig auch Verbindungen von Faserverbunden erforscht. Insbesondere bei der Qualifizierung von Berechnungskonzepten für die Lebensdauerberechung von Linien- und Punktgeschweißten Strukturen wurden bedeutende Ergebnisse erreicht. Die in vielen Forschungsvorhaben gewonnenen Erkenntnisse sind in kommerzielle Software zur Lebensdauerberechnung eingeflossen und werden standardmäßig im Entwicklungsprozess der Automobilhersteller eingesetzt.
Forschungsthemen bzw. -vorhaben werden in enger Zusammenarbeit mit kompetenten Forschungseinrichtungen an deutschen Hochschulen initiiert und durchgeführt. Gemeinschaftliche Forschungsthemen der FAT werden mit anderen Forschungsvereinigungen, die ebenfalls auf dem Gebiet der Fügetechnik tätig sind, abgestimmt. Hierzu gehören der Deutsche Verband für Schweißtechnik und verwandte Verfahren DVS, die Europäische Forschungsvereinigung für Blechverarbeitung EFB und der Gesamtausschuss Klebtechnik GAK. Auch mit den Softwareherstellern findet im Hinblick auf die Umsetzung der gewonnenen Ergebnisse in die Software eine enge Zusammenarbeit statt.
zur Übersicht Arbeitsgebiete und Themen
