Integration von Funktionselementen in Blechbauteile mittels Tiefziehen von Doppelplatinen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Mathias Liewald
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 362037730

Im Zuge der Hightech-Strategie der Bundesregierung wird eine zunehmende Digitalisierung der Fertigungstechnik bzw. der Subsysteme wie Maschine, Logistik, Werkstück und schließlich der Gebrauchsgüter angestrebt. Diese heutigen Entwicklungen gehen oftmals mit einer Kombination oder Substitution von maßgeschneiderten Werkstoffen in Kombination mit neuen Konstruktions-konzepten und der Integration von Funktionselementen einher, um intelligente und/oder leichte Bauteile mit Komponenten der Informations- und Kommunikationstechnologie auszustatten. Das Ziel des Vorhabens besteht daher in der wissenschaftlich orientierten Untersuchung geeigneter Materialkombinationen und der Bestimmung entsprechender Prozessgrößen zur Erzeugung hinreichender Kontakt- und Pressungsverhältnisse im Zargen- und Bodenbereich doppelwandiger, tiefgezogener Behälter. Diese Behälter zeichnen sich durch integrierte Funktionselemente mit sensorischen Eigenschaften, Funktionselementen zur Befestigung sowie zur lokalen Versteifung aus. Hierbei soll eine umformtechnische Methode für das Doppelplatinen-tiefziehen entwickelt und validiert werden. Mithilfe dieser können im Bodenbereich der Bauteile Funktionselemente wie Muttern, Versteifungsscheiben oder sensorische Komponenten zwischen beiden Platinen eingebracht werden. Das Fügen der beiden Platinen erfolgt hierbei durch den Tiefziehvorgang selbst, wobei ein Reibschluss in der Bauteilzarge als auch im Bauteilboden durch eine geeignete Wahl der Blechdicke und Werkstofffestigkeit der verwendeten Platinen erreicht werden soll. Dies kann später ebenfalls durch ein vorheriges oder nachfolgendes Laserverschweißen oder ein partielles Strukturkleben der Einzelplatinen geschehen. Werden keine ausreichenden Fügefestigkeiten und Pressungsverhältnisse zwischen beiden Wandungen nach dem Umformen erzielt, hat dies stets einen Verlust der vollen Funktionsfähigkeit der eingebrachten Elemente zur Folge.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen