Hybridbauteile aus Metall und faserverstärktem Kunststoff (FVK) gewinnen zunehmend an Bedeutung – insbesondere im automobilen Leichtbau, werden neuen Crashstrukturen für die Elektromobilität benötig. Dabei ermöglichen Hybridbauteile eine signifikante Gewichtsreduktion bei gleichzeitig hoher Festigkeit.
Wirtschaftlich relevant ist dabei vor allem der in diesem Projekt adressierte einstufige Umformthermofügeprozess, der beide Materialien gleichzeitig umformt und verbindet. Dieser Ansatz reduziert Werkzeug- und Prozesskosten erheblich, da kein zweites Umformwerkzeug, keine Klebstoffe und keine aufwändige Vorbehandlung notwendig sind. Zudem wird die Recyclingfähigkeit durch die Verwendung von faserverstärkten Thermoplasten erheblich verbessert, wodurch eine Integration des Bauteils in die Kreislaufwirtschaft ermöglicht und ein nachhaltiger Leichtbau gefördert wird.
Insgesamt bietet der einstufige Umformthermofügeprozess eine ressourcenschonende, wirtschaftliche und skalierbare Alternative für die großserientaugliche Fertigung von Hybridbauteilen und stärkt so die Wettbewerbsfähigkeit von kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) im Zukunftsmarkt Leichtbau.
Ziel des Projekts ist eine einstufige umformtechnische Herstellbarkeit von Strukturbauteilen aus Stahl und faserverstärkten Thermoplasten mit hohem Leichtbaupotenzial. Um das Projektziel zu erreichen, wird zunächst eine konduktive Oberflächenvorbehandlung von verzinkten Stahlblechen entwickelt und erprobt. Die so vorbehandelten verzinkten Stahlbelche dienen zusammen mit faserverstärkten Thermoplasten (PA6) als Ausgangsmaterial für die Erprobung der Fügetauglichkeit. Parallel dazu erfolgen sowohl die Konstruktion eines isothermen Umformwerkzeuges als auch eine simulative Studie zur Auslegung des Umformwerkzeugs. Abschließend werden Demonstratoren durch die kombinierte Umformung hergestellt und hinsichtlich ihrer spezifischen Biegefestigkeit und Energieaufnahme geprüft.
Gefordert durch: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V.
Förderdauer: 01.02.2023 - 31.01.2025, ausgabeneutral Verlängerung bis 31.01.2026
Förderkennzeichen: 01IF22651N
