Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forschern gelingt Umformung von Hybridrohren aus Aluminium und Stahl

27.09.2016

Stahl und Aluminium lassen sich gemeinsam umformen, dies haben Forscher aus Hannover gezeigt. Mittels Laserlöten haben sie Rohre aus verschiedenen Werkstoffen gefügt und diese mit Innenhochdruck umgeformt, ohne dass die Verbindung gebrochen ist. Mit dieser Technologie lassen sich in Zukunft besonders leichte Bauteile für Fahrzeugkarosserien herstellen. Auf der EuroBLECH stellen die Wissenschaftler ihre Ergebnisse erstmals einer breiten Öffentlichkeit vor.

Mit der Innenhochdruckumformung von Hybridrohren – sogenannten Tailored Hybrid Tubes – haben die Forscher erstmals zwei Leichtbau-Ansätze verbunden: Zum einen die Gewichtseinsparung durch die Geometrie der Bauteile, zum anderen durch das Material. Rohre sind generell gut für den Leichtbau geeignet, weil sie im Verhältnis zu ihrem Gewicht äußerst steif und stabil sind.


Erfolgreicher Umformversuch: Dieses Rohr besteht zur Hälfte aus Aluminium und zur Hälfte aus Stahl. Die lasergelötete Fügezone hielt der Innenhochdruckumformung stand.

Foto: IPH

Fertigt man sie zudem noch aus einer Kombination von Stahl und Aluminium, lässt sich weiteres Gewicht einsparen. Aus schwerem, aber festem Stahl werden dann nur jene Abschnitte gefertigt, die hohen Belastungen ausgesetzt sind – der Rest des Bauteils kann aus leichtem Aluminium bestehen.

Die Herstellung solcher Hybridbauteile ist jedoch eine Herausforderung, weil sich Stahl wesentlich schwerer umformen lässt als Aluminium. Zudem müssen die Rohrabschnitte vor dem Umformen so miteinander verbunden werden, dass die Fügezone später nicht reißt. Schweißen scheidet aus: Hier würde sich eine spröde Naht bilden, die sich nicht umformen lässt.

Forscher des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH und des Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) konnten diese Probleme nun lösen und Tailored Hybrid Tubes schaffen, die sich im Innenhochdruckverfahren umformen lassen. Stahl und Aluminium haben sie mittels Laserlöten verbunden.

Das Aluminium-Silizium-Lot wird mit dem Laserstrahl lokal erwärmt und aufgeschmolzen. Weil dabei der Wärmeeintrag sehr gering ist, entstehen keine spröden Bestandteile, die die mechanischen Eigenschaften der Naht während des Umformens beeinträchtigen.

Die gelötete Fügezone hält einem Druck von bis zu 900 bar stand, ohne zu reißen. 900 bar sind in der Innenhochdruckumformung mehr als ausreichend, um sowohl Aluminium als auch Stahl zu verformen. Um eine möglichst gleichförmige Umformung zu erreichen, haben die Forscher mit verschiedenen Werkstoffgüten experimentiert. Ihr Ergebnis: Am besten funktioniert die Umformung, wenn der Stahl (E235+C) mit einer höherfesten Aluminiumlegierung (EN AW-6082) kombiniert wird.

Bei der Innenhochdruckumformung wird ein Rohr in eine Form eingelegt und mit Wasser gefüllt. Wird nun der Druck erhöht, schmiegt sich das Rohr langsam an die Form an – so lässt sich fast jede beliebige Geometrie erzeugen. In den Umformversuchen haben sich die Forscher vor allem auf die Fügezone konzentriert und diesen Bereich umgeformt, um zu erforschen, welchen Belastungen diese schwächste Zone des Bauteils standhält und wo die Grenzen des Verfahrens liegen.

Im Praxiseinsatz würden eher die Rohrabschnitte abseits der Fügezone umgeformt. Damit ließen sich beispielsweise besonders leichte Karosseriebauteile fertigen: Kritische Bereiche, die etwa bei einem Unfall große Kräfte auffangen müssen – zum Beispiel die Anbindungsstellen zur B-Säule – würden aus Stahl geformt, weniger belastete Bereiche dagegen aus Aluminium. Um das Verfahren weiter in Richtung Industriereife zu bringen, sind die Forscher ständig auf der Suche nach weiteren Anwendungsmöglichkeiten für das Innenhochdruckumformen von Tailored Hybrid Tubes.

Ihre vielversprechenden Forschungsergebnisse stellen die Wissenschaftler auf der EuroBLECH vor, die vom 25. bis 29. Oktober 2016 auf dem Messegelände in Hannover stattfindet. Das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH präsentiert sich in Halle 11, Stand B07 auf dem Gemeinschaftsstand der Europäischen Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung (EFB).

Weitere Informationen:

http://www.euroblech.com Informationen zur Messe EuroBLECH
http://www.ihu-tht.de Informationen zum Forschungsprojekt „IHU-THT – Innenhochdruckumformen laserstrahlgelöteter Tailored Hybrid Tubes aus Stahl-Aluminium-Mischverbindungen für den automobilen Leichtbau“

Susann Reichert | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Studie InLight: Einblicke in chemische Prozesse mit Licht
22.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Eigenschaften von Magnetmaterialien gezielt ändern
16.11.2016 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie