Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Damit sich Kunststoff und Metall stabil verbinden

23.03.2011
Professur Virtuelle Fertigungstechnik der TU Chemnitz stellt auf der Hannover Messe 2011 das mechanische Fügeverfahren "Flach-Clinchen" für verschiedene Materialien vor

Beim "Clinchen" werden Bleche ohne zusätzliche Hilfselemente zusammengefügt - es benötigt weder Nieten noch Klebstoff. Stattdessen presst ein Stempel die beiden Bleche in eine Matrize, das Material formt sich um. Es entsteht eine unebene aber stabile Verbindung, die häufig im Automobilbau eingesetzt wird.

Die Professur Virtuelle Fertigungstechnik der Technischen Universität Chemnitz hat dieses Verfahren weiterentwickelt: Das "Flach-Clinchen" eignet sich nicht nur für Bleche, auch Kunststoffe können miteinander oder mit Metallen verbunden werden, sogar mit solchen, die sich nur schwer umformen lassen. "Auch das mechanische Fügen von Holz und Kartonage ist schon mit diesem Verfahren erfolgreich praktiziert worden", berichtet Ulrike Beyer, Wissenschaftliche Mitarbeiterin der Professur Virtuelle Fertigungstechnik.

Die Professur präsentiert ihr Verfahren vom 4. bis zum 8. April 2011 auf der Hannover Messe. Die Wissenschaftler sind vertreten auf dem mitteldeutschen Gemeinschaftsstand "Forschung für die Zukunft" (Halle 2, Stand C37). Außerdem beteiligen sie sich mit einem Vortrag am Forum "Forschung & Technologie": Ulrike Beyer stellt das neue mechanische Fügeverfahren am 5. April um 10.20 Uhr vor (Halle 2, Stand C45).

"Das neue Verfahren kann nicht nur für mehr Werkstoffe eingesetzt werden als das bisherige, sondern auch für die entstehenden Verbindungen erweitert sich der Einsatzbereich", sagt Beyer. Denn die Verbindungen sind zumindest auf einer Seite eben gestaltet - dadurch können sie auch an sichtbaren Stellen verwendet werden. Das liegt daran, dass die beim traditionellen Clinchen genutzte Matrize durch einen ebenen Amboss ersetzt ist. So findet die Umformung in der Werkstoffebene statt und dehnt die zu verbindenden Materialien nicht über deren Dicke aus. "Das Verfahren ist zudem sehr effektiv", schätzt Beyer ein und erklärt: "Die Anlagentechnik ist günstig, auch die Werkzeuge sind universell einsetzbar. Außerdem können sowohl hydraulische als auch pneumatische oder elektromotorische Antriebe genutzt werden. Da die Feinjustierung von Stempel und Matrize entfällt, verkürzen sich die Rüstzeiten. Es sind keine vorbereitenden Arbeiten nötig und da der Prozess nur einen Arbeitsschritt hat, lassen sich kurze Taktzeiten realisieren." Zudem können höhere Scherzugfestigkeiten der Verbindung erreicht werden, als beim traditionellen Clinchen.

"Neuartig ist der Einsatz dieser Technologie für die Herstellung von Kunststoff-Metall-Verbunden", betont Beyer. Bei dieser mechanischen Verklammerung von Kunststoff und Metall innerhalb der Werkstoffebene spielen viele Faktoren eine Rolle. "Um diese zu quantifizieren und den Werkstofffluss während des Flach-Clinchens darzustellen, war eine numerische Modellierung erforderlich", beschreibt Beyer die Arbeit der Chemnitzer Forscher und ergänzt: "Unser besonderes Augenmerk lag zunächst auf der exakten Aufnahme und Hinterlegung der Materialkennwerte des Kunststoffes. Mit den anschließend durchgeführten systematischen numerischen Analysen konnten die Parameter identifiziert werden, die die Größe der Hinterschneidung und somit die statische und dynamische Haltekraft der Kunststoff-Metall-Verbindung beeinflussen." Inzwischen haben die Wissenschaftler das Verfahren für die Verbindung von Kunststoff und Metall - also von einem organischen und einem anorganischen Stoff - für den Einsatz in der Industrie optimiert. "Diese hybride Flach-Clinch-Verbindung ist eine hervorragende Möglichkeit, mit einer kurzen und effektiven Prozesskette flexibles Multi-Material-Design zu gewährleisten und den intelligenten Leichtbau mit Trend zum Material-Mix weiter zu intensivieren", fasst die Leiterin der Professur, Prof. Dr. Birgit Awiszus, zusammen.

Auf der Hannover Messe möchte die Professur das Verfahren und seine industriellen Anwendungsmöglichkeiten bekannter machen und Kontakte zu weiteren Kooperationspartner knüpfen. "Wir arbeiten bereits erfolgreich mit der Eckold GmbH & Co. KG zusammen. Mit ihr wurden die entsprechenden Werkzeuge konzipiert. Jetzt suchen wir noch Partner, die das Fügeverfahren im industriellen Maßstab anwenden - diese können beispielsweise aus der Kunststoff- und Metallverarbeitung kommen, aber auch aus Holz- und Kartonageverarbeitung", so Awiszus abschließend.

Weitere Informationen erteilt Ulrike Beyer,
Telefon 0371 531-35840, E-Mail ulrike.beyer@mb.tu-chemnitz.de

Katharina Thehos | Technische Universität Chemnitz
Weitere Informationen:
http://www.tu-chemnitz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Rittal mit neuer Push-in-Leiteranschlussklemme - Kontakte im Handumdrehen
26.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Neuer Blue e+ Chiller von Rittal - Exakt regeln und effizient kühlen
25.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften