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CFK-Metallverbund Aluminium infiltriert Carbongewebe

| Autor / Redakteur: Lukas Marx und Mathias Liewald / Peter Königsreuther

Strengere Umwelt-Auflagen und steigende Rohstoffpreise führen dazu, dass der Anteil carbonfaserverstärkten Kunststoffs (CFK) in der Fahrzeugkarosserie stetig anwächst. Geeigneten Fügeverfahren für die Verbindung von Metall- und Carbonstrukturen stellen deshalb Gegenstand zahlreicher aktueller Forschungsarbeiten dar. Stuttgarter Forscher weisen jetzt neue Wege in die Fügewelt.

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Der Einsatz von carbonfaserversärkten Strukturen kombiniert mit den noch unverzichtbaren Metallbauteilen, verlangt nach Lösungen, wie diese Materialvarianten prozesssicher miteinander verbunden werden können - Forscher am Institut für Umformtechnik (IFU) der Universität Stuttgart widmen sich dieser Aufgabe.
Der Einsatz von carbonfaserversärkten Strukturen kombiniert mit den noch unverzichtbaren Metallbauteilen, verlangt nach Lösungen, wie diese Materialvarianten prozesssicher miteinander verbunden werden können - Forscher am Institut für Umformtechnik (IFU) der Universität Stuttgart widmen sich dieser Aufgabe.
(Bild: IFU)

Das Institut für Umformtechnik der Universität Stuttgart (IFU) entwickelte für solche Fügeprozesse neue Lösungsansätze auf Basis der Formgebung im teilflüssigen Materialzustand. Carbonfaserverstärkte Kunststoffe vereinbaren hervorragende Festigkeiten mit einer geringen Dichte und sind deshalb für den Leichtbau von wachsender Bedeutung. Dennoch werden traditionelle, metallische Werkstoffe aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften und der verhältnismäßig günstigen Herstellung nicht nur in der Automobilbranche weiterhin unverzichtbar bleiben. Fahrzeugkarosserien, die aus beiden Werkstoffen konzipiert sind, erfordern geeignete Fügemethoden. Während mechanische Verfahren wie Nieten oder Schrauben meist mit einer Schädigung der Faser einhergehen und oftmals Lochleibung verursachen, unterliegen Klebeverbindungen grundsätzlich Alterungsprozessen. Durch Aushärtezeiten und Oberflächenpräparationen sind sie zudem kostenintensiv und zeitaufwändig.

Zur Lösung dieser Problemstellung befasst sich das IFU Stuttgart seit zwei Jahren mit der Entwicklung eines neuartigen Fügeverfahrens, das auf der Formgebung im teilflüssigen Materialzustand beruht. Dabei werden zwei Aluminiumbleche mittels zweier Elektroden konduktiv auf ein Temperaturniveau knapp oberhalb der Solidustemperatur des Aluminiumniveaus erwärmt (Galerie-Button bitte anklicken).

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