Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Weniger ist mehr – Leichtbau durch Hybridverbindungen

07.10.2016

Fügen völlig neuartiger Materialpaarungen, neue Konstruktionsprinzipien, qualitätsgerechte Fertigungsprozesse, das sind Herausforderungen, denen sich Unternehmen und die Wissenschaftler des Fraunhofer IWS seit Jahren stellen. Bauteile und -gruppen sollen möglichst leicht, belastbar, langlebig und zuverlässig sein. Hybridverbindungen aus Metall und Faserkunststoffverbunden sind im Fahrzeugbau, der Luft- und Raumfahrt und in vielen anderen Bereichen ein neuer Trend, den das Fraunhofer IWS aus Dresden maßgeblich mitbestimmt und auf der EuroBLECH 2016 vorstellt.

Multimaterial-Systeme mit maßgeschneiderten Werkstoffkombinationen sind der Schlüssel für ressourceneffiziente Leichtbaulösungen zukünftiger Verkehrssysteme. Sowohl im Automobil- als auch im Flugzeugbau geht der Trend hinsichtlich neuartiger Materialien in Richtung Werkstoffverbunde.


Thermisch direktgefügte Überlappverbindung (Hybridverbindung) aus Metallblech und faserverstärktem Thermoplast

© Fraunhofer IWS Dresden


Querschliff einer thermisch direktgefügten Überlappverbindung aus Metallblech und glasfaserverstärktem Thermoplast mit Lasermakrostrukturierung

© Fraunhofer IWS Dresden

Dabei werden geeignete Werkstoffe miteinander kombiniert, um deren Vorteile je nach Beanspruchung gezielt zu nutzen. In vielen innovativen Konstruktionen kommen sowohl metallische Mischbauteile (z. B. Stahl-Aluminium) als auch artfremde Hybridstrukturen (Metall-Faserkunststoff-Verbunde) zum Einsatz.

Eine große Herausforderung stellt bei solchen Hybridbauweisen das Verbinden der Fügepartner dar, welches sich im Gegensatz zur monolithischen Bauweise wesentlich komplizierter gestaltet. Je nach Werkstoffpaarung ist ein speziell angepasstes, werkstoff- und fertigungsgerechtes Fügekonzept notwendig, um Verbindungen mit ausreichender Qualität und Belastbarkeit reproduzierbar herzustellen.

Die Forscher des Fraunhofer IWS Dresden haben bereits das Steg-Schlitz-Prinzip zum form- und stoffschlüssigen Verbinden zweier metallischer Bleche entwickelt und dabei deutliche Fortschritte im Hinblick auf den Leichtbau erzielt. Nun nutzten sie ihre Erfahrungen auch beim Fügen von faserverstärkten Thermoplast (Organoblech) mit Metall.

Das Organoblech dient hier als Stegblech, ein metallisches Blech als Schlitzblech. Beim Fügen kommt noch der Laser ins Spiel. Der Faserlaser erlaubt einen sehr fein einstell- und regulierbaren Wärmeeintrag und erhitzt berührungslos und exakt positioniert den überstehenden Teil des faserverstärkten Stegblechs. Die zweidimensionale und hochfrequente Strahlauslenkung mithilfe einer Scanneroptik ermöglicht eine gleichmäßige Erwärmung des Kunststoffs. Das richtige Erwärmungskonzept sichert hier die Qualität dieses sensiblen Prozesses.

Der Laser findet aber auch Anwendung zum thermischen Direktfügen von Metall mit Organoblech für Überlappverbindungen. Die Fügestelle wird auf der Metallseite mittels Laser strukturiert und die Erwärmung erfolgt ebenso geregelt mittels Lasererwärmung. Die form- und stoffschlüssigen Verbindungen auf mikroskopischer Ebene haben eine gleiche oder höhere Festigkeit als geklebte Verbindungen.

Erste Ergebnisse und Ausblicke dieser Arbeiten zeigen wir Ihnen auf der Messe EuroBLECH vom 25. – 29. Oktober 2016 in Hannover. Besuchen Sie uns zur EuroBLECH auf dem Gemeinschaftstand der Fraunhofer-Gesellschaft in Halle 11 / B135.

Teile der vorgestellten Arbeiten entstanden im Rahmen des vom BMBF geförderten Verbundprojektes „Laserleichter“ (BMBF).

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
01277 Dresden, Winterbergstr. 28

Geschäftsfeld Fügen
Dr. Jens Standfuß
Telefon: +49 351 83391-3212
Fax: +49 351 83391-3210
E-Mail: jens.standfuss@iws.fraunhofer.de

Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Dr. Ralf Jäckel
Telefon: +49 351 83391-3444
Fax: +49 351 83391-3300
E-Mail: ralf.jaeckel@iws.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

http://www.iws.fraunhofer.de und
http://www.iws.fraunhofer.de/de/presseundmedien/presseinformationen.html

Dr. Ralf Jaeckel | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Flexiblere Turbomaschinen entwickeln
23.05.2017 | FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH

nachricht WHZ erhält hochmodernen Prüfkomplex für Schraubenverbindungen
23.05.2017 | Westsächsische Hochschule Zwickau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften