Kernthesen
- Mit Hilfe einer thermischen Unterstützung lassen sich die werkstoffbedingten Verfahrensgrenzen umformtechnischer Fügeverfahren signifikant erweitern.
- Die Verwendung von Hochleistungsfaserlasern ermöglichen eine schlanke Implementierung der thermischen Unterstützung in ein industriell vollautomatisiertes Systemdesign.
- Aufgrund der systemisch integrierten Sicherheitsabfragen sind im Produktionsumfeld keine weiteren Schutzvorkehrungen zu treffen.
Zusammenfassung
Zur Realisierung moderner Leichtbaukonzepte im Karosserierohbau sind die mechanischen Fügeverfahren seit einigen Jahrzehnten fest etabliert, um artverschiedene sowie thermische empfindliche Werkstoffe miteinander zu verbinden. Die Weiterentwicklung der Konstruktionswerkstoffe hat oftmals aufgrund hoher Festigkeiten und/oder sprödem Umformverhalten zugleich eine Weiterentwicklung der Hilfsfügeteile der Niettechnologien mit sich gebracht. Dabei sind die Niete häufig in ihrer Ausprägung spezifisch auf die Fügeaufgabe abgestimmt und ausgewählt. Ferner gehen Nietsysteme in deren Peripherie immer mit Fördersystemen einher, die zusätzlich zur eigentlichen Nietzange notwendig sind.
Ein neuer Ansatz zur Realisierung moderner Mischbaukonzepte besteht in der Kombination der Clinchtechnologie mit einem Faserlaser, um damit einen thermisch unterstützten Fügeprozess zu realisieren. Daraus ergeben sich eine Reihe an Vorteilen, wie beispielsweise:
- Verzicht auf Hilfsfügeelemente (Niete) in den unterschiedlichen Ausprägungen.
- Verzicht auf Fördersysteme
- Realisierung bisher nicht herstellbarer Materialkombinationen als Fügeverbindung
- Substitution spritzerempfindlicher Widerstandsschweißverbindungen und somit die Reduzierung von Nacharbeitsaufwänden
- Rissvermeidung beim umformtechnischen Fügen von spröden Al-Druckgußwerkstoffen
Neben den technologischen Vorteilen bietet das System in puncto Arbeitssicherheit trotz Laserquelle keine Einschränkungen. Aufgrund der besonderen Gestaltung des Setzkopfes ist der Laserstrahl während des Prozesses gekapselt und zusätzlich überwacht. Die Sicherheit (Lasersicherheitsklasse 1) des gesamten Systems wurde mithilfe der BG ETEM nachgewiesen und erfolgreich zertifiziert.
Referent: Dr.-Ing. Marcus Matzke, TOX® PRESSOTECHNIK GmbH & Co. KG, Weingarten
