FOR 524: Herstellung, Eigenschaftsanalyse und Simulation geschweißter Leichtbaustrukturen aus Metall/Faser-Kunststoff-Verbunden
Maschinenbau und Produktionstechnik
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die wissenschaftliche Zielsetzung der 2004 eingerichteten DFG-Forschergruppe 524 lag in der Herstellung, Eigenschaftsanalyse und Simulation geschweißter Leichtbaustrukturen aus Metall / Faser-Kunststoff-Verbunden. Als metallische Komponenten der hybriden Leichtbaustrukturen wurden Aluminium- und Stahlbleche verwendet. Als Faser-Kunststoff-Verbunde wurden kohlenstofffaserverstärkte Thermoplaste (CFK) eingesetzt. Der Fokus der Forschergruppe lag insbesondere auf der Anwendung innovativer Schweißtechniken zur Realisierung hybrider Metall/CFK-Verbunde sowie der Charakterisierung und Modellierung der hybriden Fügezonen und Verbunde. Zur Erzeugung der Leichtbaustrukturen aus Metallen und CFK wurden das Ultraschallschweißen, das Induktionsschweißen und das Wärmeimpulsschweißen eingesetzt. Ein weiterer Schwerpunkt war die Eigenschaftsanalyse der hybriden Verbundstrukturen unter besonderer Berücksichtigung der unterschiedlichen Fügezonen mittels mikroskopischer und analytischer Methoden. Es wurden mechanische Prüfverfahren in Kombination mit innovativen experimentellen Techniken zur Messwerterfassung eingesetzt. Die auf diese Weise gewonnenen Erkenntnisse lieferten wichtige Eingangsgrößen für die Simulation sowohl der Fügeprozesse als auch der mechanischen Eigenschaften der hybriden Metall/Faser-Kunststoff-Verbunde. Die Ergebnisse der Untersuchungen aller Teilprojekte bildeten die Grundlage zur erfolgreichen Herstellung eines anwendungsnahen Hybrid-Demonstrators, mit dem das hohe Potential der eingesetzten Verbindungstechniken nachgewiesen werden kann.
