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Schweißen Faserverbunde und Metalle per Laserschweißen fügen

Redakteur: Juliana Pfeiffer

Forschern der TU Dresden ist es erstmals gelungen, Faserverbundstrukturen mit Metallblechen dauerhaft zu fügen. Dabei spielt das Laserschweißen eine entscheidende Rolle.

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Der Entwicklungsansatz basiert auf hybriden Verstärkungstextilien, in die metallische Elemente textiltechnisch eingearbeitet sind.
Der Entwicklungsansatz basiert auf hybriden Verstärkungstextilien, in die metallische Elemente textiltechnisch eingearbeitet sind.
(Bild: TU Dresden)

Hybride Bauweisen aus Metall und Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) machen intelligenten Leichtbau erst möglich. Bisher gestaltete sich jedoch das Fügen der Einzelkomponenten als schwierig. Am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden haben Forscher der Fachgruppe Verbindungstechniken eine neuartige Technologie auf Basis des Laserschweißens entwickelt.

Metallische Elemente in FKV-Komponente

Dabei spielen hybride Verstärkungstextilien eine besondere Rolle. In diese sind metallische Elemente bereits textiltechnisch eingearbeitet. Zusammen mit der FKV-Komponente bilden diese metallische Oberflächen aus, die für das schweißtechnische Fügen mit Metallblechen genutzt werden. Als Fügeverfahren stellte sich hierbei das Laserschweißen als geeignetes dar. Die Vorteile dieses Verfahrens gegenüber anderen sind:

  • es ist bereits industriell etabliert
  • kann in Großserie eingesetzt werden
  • ist einseitig zugänglich

Die hybriden Verstärkungstextilien bilden in der FKV-Komponente metallische Oberflächen aus, die für das schweißtechnische Fügen mit Metallblechen genutzt werden.
Die hybriden Verstärkungstextilien bilden in der FKV-Komponente metallische Oberflächen aus, die für das schweißtechnische Fügen mit Metallblechen genutzt werden.
(Bild: TU Dresden)

Lösungsansatz attraktiv für den Automobilbau

Bisher wurde die Machbarkeit am Beispiel von Stahlblech und Epoxidharz-basierten Verbunden gezeigt. Doch die Technologie ist grundsätzlich auf verschiedenste Materialkombinationen übertragbar. Das Verfahren bietet das Potential, erhöhte Verbindungsfestigkeiten und ein gutmütiges Versagensverhalten zu erzielen. Außerdem sind die Forscher davon überzeugt, dass dieser innovative Lösungsansatz eine seriengerechte und auch wirtschaftliche Integration von FKV-Bauteilen in Metallkarosserien ermöglicht.

Mit der in dem AiF-geförderten Projekt „Metall-FKV-Verbindung“ entwickelten neuartigen Technologie können zukünftig mit diesem industriell etablierten Fügeverfahren hybride Strukturen einfach und funktional hergestellt werden.

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