Composites bearbeiten und fügen Produktiverer FVK-Leichtbau durch pfiffige Verarbeitungs-Ideen

Seit Jahren sucht die Industrie im Verbund mit der Forschung und Entwicklung nach immer neuen Wegen, um den Leicht- und Hybridbau mit Faserverbundkunststoffen (FVK) noch einfacher und prozesssicherer zu machen. Nicht nur die Automatisierung per Roboter und Handlingsysteme spielt dabei eine Rolle. Neue Materialien, effektivere Bearbeitungsverfahren und nicht zuletzt adäquate Füge- und Montagealternativen sind ebenfalls wichtige Bausteine zum Erfolg, weil sie die Automatisierungsbemühungen seitens der Industrie wirksam unterstützen können.

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Geht es nach Vorgaben der Politik, muss der Mensch Abgasemissionen radikal reduzieren, fossile Brennstoffe sparen oder, noch besser, substituieren und generell nachhaltiger mit den Schätzen der Natur umgehen. Manche dieser Forderungen sind übertrieben und sollen Wählerstimmen fangen, andere sind sinnvoll und sowohl umsetz- als auch klar erkennbar in ihren positiven Wirkungen. Dazu gehört die Schonung fossiler Energieträger.

Immer leichtere Fortbewegungsmittel könnten das in Kombination mit energieeffizienteren Antrieben leisten. Dabei kommt der Leichtbau mit Metallen oder Composites ins Spiel sowie der Materialmix, der auch als hybrider Leichtbau bezeichnet wird. Besonders die Kombination aus Leichtmetallen und Composites, wie CFK und GFK, stellt die Industrie hinsichtlich einer wirtschaftlichen Serienproduktion und der besonderen Montagemodalitäten vor gewisse Hürden. Um diese zu nehmen, arbeiten viele Experten an Verfahrensvarianten oder ganz neuen Prozessen, von denen wir hier einige vorstellen. Einige der hier vorgestellten Protagonisten präseniteren sich außerdem auf vom 25. November bis 01. Dezember in Düsseldorf stattfindenden Composites Europe 2016. Eine Reise in die Rheinmetropole lohnt sich also auch deshalb.

Materialmix kann jetzt einfach geschweißt werden

Zunehmend nutzen Automobilbauer Leichtmetalle und/oder CFK-Komponenten als Gewichtsoptimierer und fordern in diesem Zusammenhang auch die prozesssichere Verbindung der unterschiedlichen Werkstoffe. Das muss auch noch serientauglich klappen. Wie das wirtschaftlich und sogar mit den etablierten Fügesystemen gehen kann, hat das zur Arnold-Gruppe gehörende Unternehmen Arnold & Shinjo anhand der Hutablage des aktuellen Passat B8, die aus Stahl und Aluminium besteht, mithilfe des besonderen Widerstandselementeschweißens (WES) mit Erfolg bewiesen.

Bei diesem Verfahren können die Fügepartner, auch wenn es sich um Metall und CFK handelt, mit dem bekannten Punktschweißverfahren in einer bestehenden Fertigungslinie miteinander verbunden werden. Möglich macht das ein besonders pfiffiger Trick, wie Uwe Wolfarth, Vertriebsleiter von Arnold & Shinjo, erklärt: „Die metallischen Widerstandsschweißelemente kann man sich wie Nieten vorstellen, die automatisiert entlang der Naht auf einen der Fügepartner appliziert werden.“ Die üblichen bei Automobilherstellern genutzten Punktschweißzangen sorgten dann für die prozesssichere Verbindung, ergänzt Wolfarth.

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