Intrinsisches Fügen, das Verbinden von Metall- und Faerverbund während des Ur- oder Umformens, macht hybride Leichtbauteile besonders wirtschaftlich, da einige nachfolgende Prozesse entfallen können. Das ist eine von vielen Erkenntnissen, die das neue Fachbuch „Intrinische Hybridverbunde für Leichtbautragstrukturen“ des Springer-Verlags bereithält. Die Umsetzung von hybriden Bauteilen scheitert häufig an den hohen Material- und Prozesskosten, wie die Autoren um Klaus Dröder vom Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik der TU Braunschweig in der Einleitung zum Buch Prozesstechnologie zur Herstellung von FVK-Metall-Hybriden erläutern.
Soll ein Bauteil, das bislang aus einem Automobilstahl hergestellt wurde, bei gleichbleibender Steifigkeit aus einem FVK gefertigt werden, steigen die Materialkosten den Autoren zufolge schnell auf das 7- bis 32-fache. Umso wichtiger ist es, kosteneffiziente Prozesse mit kurzen Taktzeiten zu entwickeln, um Leichtbau so auch für die Serienproduktion bezahlbar zu machen.
Ein wichtiger Schritt hin zu kostengünstigeren Hybridbauteilen ist es, Metall und FVK bereits während des Urformprozesses zu fügen, wie die Autoren argumentieren. Nachgelagerte Fertigungsoperationen wie Schrauben, Nieten oder Kleben fallen dadurch weg. Somit verkürzen sich die Taktzeiten, und neben Kosten lässt sich auch Bauteilmasse einsparen. Im Rahmen eines Forschungsprojekts haben die Autoren die technische Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit des Herstellungsprozesses für intrinsisch (während des Ur- oder Umformens) und extrinsisch (nach dem Ur- oder Umformen) gefügte Hybridstrukturen gegenübergestellt, und zwar anhand der industrierelevanten Beispiele Hohlstruktur, schalenförmige Hybridstruktur und Hybridprofile.
Ergebnis: Alle intrinsischen Hybridisierungsverfahren steigern die Effizienz in der Produktion. Zwar sei der Aufwand für Preforming und Handling für das intrinsische Fügen zum Teil höher, was durch den Wegfall nachgelagerter Hybridisierungsschritte jedoch überkompensiert würde. Mit bis zu 70 Prozent ist die eingesparte Prozesszeit beim Schlauchblasintegralverfahren besonders hoch, wenn man es dem oftmals eingesetzten Bolzen und Kleben gegenüberstellt.
Als Wermutstropfen bleiben bisweilen die vergleichsweise hohen Investitionskosten für intrinsische Hybridisierungsverfahren, die sich erst mit steigenden Stückzahlen amortisieren. Für Hybridverbunde sind zumeist jedoch geringe bis mittlere Stückzahlen zu erwarten, wie die Autoren im abschließenden Kapitel Zusammenfassung und Ausblick konstatieren. Deshalb sei es für die Zukunft entscheidend, modulare Produktionsanlagen mit geringen Rüst- und Umbauzeiten zu entwickeln, die flexibel auf unterschiedliche Bauteilvarianten ausgelegt werden können.
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Print ISBN: 978-3-662-62832-4
Electronic ISBN: 978-3-662-62833-1
Quelle und weitere Infos: Springer-Verlag
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