Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der Clou: Metallischer Einleger verhakt sich im faserverstärkten Kunststoff

16.09.2019

Auf der Messe „K 2019“ in Düsseldorf präsentieren Forscher der TU Chemnitz und des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Chemnitz ein neues Konzept zur effizienten Fertigung crashbelasteter Leichtbauteile.

Wissenschaftler der drei Professuren Festkörpermechanik, Werkstoff- und Oberflächentechnik sowie Werkstoffwissenschaft der Technischen Universität Chemnitz und des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Chemnitz haben einen sogenannten intrinsischen Hybridverbund für crashbelastete Strukturbauteile konzipiert und in einem seriennahen Fertigungsprozess hergestellt.


Der metallische Einleger mit aufgerichteten Formschlusselementen.

Foto: TU Chemnitz/Jacob Müller


Chemnitzer Forscher entwickelten einen intrinsischen Hybridverbund, der sich ressourceneffizient in nur einem Prozessschritt fertigen lässt.

Foto: TU Chemnitz/Jacob Müller

Ein intrinsischer Hybrid ist ein integrales Bauteil, bei dem die Verbindung verschiedener Materialien bereits im Ur- bzw. Umformprozess erfolgt, so dass kein nachgeschalteter Fügeprozess notwendig ist.

Ein Demonstrator-Bauteil sowie weitere im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Schwerpunktprogrammes 1712 erzielten Ergebnisse stellen die Forscher vom 16. bis 23. Oktober auf der Fachmesse „K 2019“ (Halle 7, Stand SC10) in Düsseldorf vor.

Typischerweise haben Faserverbundwerkstoffe im Crashfall das Defizit einer unzureichenden Energiedissipation, das Verformungsverhalten ist also ungünstig. Diesem wurde im neu entwickelten Konzept entgegengewirkt, indem eine gezielte Verstärkung des eingesetzten faserverstärkten Kunststoffes durch einen metallischen Einleger erfolgt.

Mit dem Ziel einer ressourceneffizienten Fertigung wurden bislang sequentiell ablaufende Prozessschritte in einem Prozessschritt zusammengefasst. Im Vorfeld der Fertigung wird der speziell entwickelte metallische Einleger als noch ebene Struktur zwischen die Lagen aus faserverstärktem Kunststoff eingebracht.

Während der Erzeugung der makroskopischen Bauteilgeometrie richten sich durch die Wirkung einer Zugkraft Formschlusselemente aus dem Einleger auf und verhaken sich mit dem faserverstärkten Kunststoff. Dadurch kommt es zur Ausbildung eines Formschlusses, der die Kraftübertragung zwischen den Komponenten erheblich verbessert.

Zusätzlich wird der metallische Einleger in einem großserientauglichen Sol-Gel-Verfahren beschichtet. Dies verhindert zuverlässig Kontaktkorrosion und verbessert zugleich die adhäsive Anbindung zwischen dem Metall und dem faserverstärkten Kunststoff.

Unterstützt durch Finite-Elemente-Simulationen unter Verwendung neuartiger Materialmodelle wurde dieses Konzept optimiert und bereits im Rahmen der Fertigung des Demonstrator-Bauteils, das auf der „K 2019“ ausgestellt wird, erprobt. Eine umfassende mechanische Prüfung dieses Bauteils bestätigte eine sehr gute Crashperformance bei einem geringen Bauteilgewicht.

Hintergrund: DFG-Schwerpunktprogramm 1712 „Intrinsische Hybridverbunde für Leichtbautragstrukturen - Grundlagen der Fertigung, Charakterisierung und Auslegung“

Im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Schwerpunktprogrammes 1712 werden Konzepte zur ressourceneffizienten Fertigung, Charakterisierung und Auslegung von intrinsischen Hybridbauteilen entwickelt. Über eine Förderperiode von sechs Jahren werden Bauteile aus metallischen und endlosfaserverstärkten Materialien konzeptioniert, bei denen die Verbindung der unterschiedlichen Materialien im Ur- beziehungsweise Umformprozess erfolgt. Ein bisher üblicher nachgeschalter Fügeprozess ist somit nicht mehr erforderlich. http://www.spp-1712-hybrider-leichtbau.de

Multimedia: Die Chemnitzer Forschungsergebnisse werden in einem Video vorgestellt: https://www.youtube.com/watch?v=xEDNT64D5_4

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Robert Kießling, Telefon 0371 531-34652, E-Mail robert.kiessling@mb.tu-chemnitz.de

Dipl.-Ing. Mario Steinebach | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.tu-chemnitz.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019
16.10.2019 | Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR

nachricht Fraunhofer FHR präsentiert Hochfrequenztechnologie für autonomes Fahren auf dem VDI Kongress ELIV 2019 in Bonn
14.10.2019 | Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Die schnellste Ameise der Welt - Wüstenflitzer haben kurze Beine, aber eine perfekte Koordination

Silberameisen gelten als schnellste Ameisen der Welt - obwohl ihre Beine verhältnismäßig kurz sind. Daher haben Forschende der Universität Ulm den besonderen Laufstil dieses "Wüstenflitzers" auf einer Ameisen-Rennstrecke ergründet. Veröffentlicht wurde diese Entdeckung jüngst im „Journal of Experimental Biology“.

Sie geht auf Nahrungssuche, wenn andere Siesta halten: Die saharische Silberameise macht vor allem in der Mittagshitze der Sahara und in den Wüsten der...

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Im Focus: Solving the mystery of quantum light in thin layers

A very special kind of light is emitted by tungsten diselenide layers. The reason for this has been unclear. Now an explanation has been found at TU Wien (Vienna)

It is an exotic phenomenon that nobody was able to explain for years: when energy is supplied to a thin layer of the material tungsten diselenide, it begins to...

Im Focus: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Im Focus: Wie sich Reibung bei topologischen Isolatoren kontrollieren lässt

Topologische Isolatoren sind neuartige Materialien, die elektrischen Strom an der Oberfläche leiten, sich im Innern aber wie Isolatoren verhalten. Wie sie auf Reibung reagieren, haben Physiker der Universität Basel und der Technischen Universität Istanbul nun erstmals untersucht. Ihr Experiment zeigt, dass die durch Reibung erzeugt Wärme deutlich geringer ausfällt als in herkömmlichen Materialien. Dafür verantwortlich ist ein neuartiger Quantenmechanismus, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Nature Materials».

Dank ihren einzigartigen elektrischen Eigenschaften versprechen topologische Isolatoren zahlreiche Neuerungen in der Elektronik- und Computerindustrie, aber...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

VR-/AR-Technologien aus der Nische holen

18.10.2019 | Veranstaltungen

Ein Marktplatz zur digitalen Transformation

18.10.2019 | Veranstaltungen

Wenn der Mensch auf Künstliche Intelligenz trifft

17.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Volle Wertschöpfungskette in der Mikrosystemtechnik – vom Chip bis zum Prototyp

18.10.2019 | Physik Astronomie

Innovative Datenanalyse von Fraunhofer Austria

18.10.2019 | Informationstechnologie

Das Rezept für eine Fruchtfliege

18.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics