Kernthesen
- Eine zunehmende Variantenvielfalt und die notwendige Resilienz gegenüber anfälligen Lieferketten erfordern wandlungsfähige Fertigungsprozessketten.
- Wandlungsfähige Fertigungsprozessketten bringen hohe Herausforderungen an die mechanische Fügetechnik mit sich.
- Zur Bewältigung dieser Herausforderungen muss die mechanische Fügetechnik an Wandlungsfähigkeit gewinnen und die Fügbarkeit sicher prognostiziert werden können.
Zusammenfassung
Konstruktionen aus einzelnen Bauteilen werden in der Produktion zu mehr oder weniger komplexen Strukturen mit zahlreichen Verbindungsstellen gefügt, z. B. im Fahrzeugbau, im Maschinen- und Anlagenbau oder in der Medizin- und Haushaltsgerätetechnik. Die Fügbarkeit ist häufig der Schlüssel für effiziente Produktionsprozesse von Bauteilstrukturen, insbesondere beim Leichtbau bewegter Massen.
Sie wird vor allem für die effiziente Fertigung variantenreicher Produkte mit immer kürzeren Modellzyklen zunehmend zum strategischen Wettbewerbsfaktor für den Entwicklungs- und Produktions¬standort Deutschland. Um die zunehmende Variantenvielfalt von Produkten durch unterschiedliche Werkstoffe und Bauweisen effizient über eine Prozesskette zu realisieren, ist deren Wandlungsfähigkeit erforderlich, besonders wenn eine Resilienz gegenüber Änderungen in Lieferketten gewährleistet werden soll.
Der SFB/Transregio 285 (TRR285) „Methodenentwicklung zur mechanischen Fügbarkeit in wandlungsfähigen Prozessketten" erforscht am Beispiel mechanischer Fügeverbindungen wissenschaftliche Methoden zur Wandlungsfähigkeit im Wirkungskreis der drei Bereiche Werkstoff (Fügeeignung), Konstruktion (Fügesicherheit) und Fertigung (Fügemöglichkeit) sowie zur sicheren Prognose und Auslegung der Fügbarkeit.
Darstellung des Nutzens für KMU
Die Vision des TRR ist die Sicherstellung der mechanischen Fügbarkeit in wandlungsfähigen Prozessketten. Zur Beantwortung der zentralen Fragestellung werden bestehende Eingriffs-möglichkeiten bei mechanischen Fügeverfahren ertüchtigt und zusätzliche geschaffen sowie neue Verfahrensansätze untersucht.
Diese Ansätze sollen die mechanischen Fügeverfahren zu der, aufgrund der zunehmenden Variantenvielfalt und der damit wachsenden Anzahl an WGK, für den effizienten Einsatz in wandlungsfähigen Prozessketten erforderlichen Anpassungsfähigkeit führen. Dafür werden sowohl bestehende, vorlochfreie Verfahren (Clinchen, Stanznieten) wandlungsfähig weiterentwickelt, aber auch neuartige Verfahrensansätze (z. B. Fügen mit adaptiven Reibelementen oder hilfsfügeteilfreies Fügen mit pinstrukturierten Fügeteilen) sowohl für hybride Metall-Metall- als auch Metall-FKV-Verbindungen werkstoffgerecht erforscht.
Dieses im Bereich der Grundlagenforschung angesiedelte Verbundprojekt bietet ein enormes Potential zum Transfer der Erkenntnisse in die Praxis. Dazu sind in den weiteren Phasen Transferprojekte angestrebt, die insbesondere auch KMU aus den Bereichen Fahrzeugbau, Fügetechnik, Simulationssoftware sowie Mess- und Prüftechnik adressieren sollen.
Referent: Dr.-Ing. Mathias Bobbert, LWF Paderborn