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Tuesday, September 20, 2022, TZ 4 und TZ 5 9:30 AM Multimaterialdesign: Zukunftsweisender Leichtbau |
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Substitution von metallischen Schubfeldern im Fahrzeugbau durch fügetechnische Integration von FKV-Schalen |
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Oleg Shapovalov* / Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Deutschland Holger Seidlitz / Fraunhofer IAP, FB Polymermaterialien und Composite PYCO, Deutschland Lucas Ost/ Fraunhofer IAP, FB Polymermaterialien und Composite PYCO, Deutschland Nikolay Doynov/ Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik, BTU Cottbus-Senftenberg, Deutschland Felix Kuke/ Fraunhofer IAP, FB Polymermaterialien und Composite PYCO, Deutschland Marcello Ambrosio/ Fraunhofer IAP, FB Polymermaterialien und Composite PYCO, Deutschland Vesselin Michailov/ Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik, BTU Cottbus-Senftenberg, Deutschland |
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Durch den strukturellen Einsatz von Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) lassen sich hochwertige gewichtsoptimierte Karosserien in Mischbauweise umsetzen. Die untersuchte CMT-Pin-Schweißtechnik zur Verbindung von thermoplastischen Organoblechen mit Stählen bietet, im Vergleich zu anderen Verfahren, neben einer einseitigen Zugänglichkeit, ein hohes Leichtbaupotenzial. Das Vorhaben wurde auf eine werkstoff-, prozess- und konstruktionsgerechte Umsetzung des Verfahrens ausgerichtet. Auf Basis experimenteller und numerischer Untersuchungen wurde eine Methode zum Vorwärmen von Organoblechen mittels Infrarotstrahlung entwickelt. Die Eignung der CMT-Pin-Technologie wurde sowohl für das Fügen von karbon- als auch glasfaserverstärktem PA6 betrachtet. Als Bewertungskriterien wurden das Schweißgut sowie der Faser- und Matrixerhalt in Abhängigkeit der Schweißparameter untersucht. Das entwickelte Verfahren wurde mit herkömmlichen Fügemethoden bzgl. der in Kopf- und Scherzugversuchen ermittelten Festigkeiten verglichen. Zur Bestimmung der Beständigkeit der Verbindungen gegen unterschiedliche Witterungsbedingungen wurden Salzsprühnebel- und Wechselkorrosionstests durchgeführt. Mit dem Fügen von Hutprofilen wurde die Anwendung der entwickelte CMT-Pin-Technik am Tunnel sowie den Längs- und Querträgern der Bodenstruktur eines Kraftfahrzeugs demonstriert. |