Kernthesen
- Clinchen ist eine effiziente und ressourcenschonende Fügetechnologie zur Kontaktierung elektrischer Leiter aus Primär- und Sekundärwerkstoffen
- Für den zuverlässigen Einsatz stromführender Clinchverbindungen sind sowohl mechanische als auch elektrische Eigenschaften relevant.
- Es existieren Zusammenhänge zwischen elektrischer und struktureller Funktionalität infolge einer äußeren Ermüdungsbelastung
Zusammenfassung
Im Fokus nachhaltiger Energietechnik und Mobilität werden stromleitende Fügeverbindungen unter Verwendung recycelter Werkstoffe zu einem Kernthema der Energiewende. Dies erfordert Fügeerfahren, die bei geringen Investitions- und Betriebskosten langzeitbeständig kontaktieren.
Zusätzlich rücken unter dem Aspekt der Ressourceneffizienz vermehrt recycelte Werkstoffe (Sekundärwerkstoffe) in den Fokus und es sind Mischverbindungen aus unterschiedlichen Werkstoffen zu berücksichtigen. Innerhalb des Forschungsvorhabens werden deshalb die mechanischen und die elektrischen Eigenschaften von Clinchverbindungen aus Kupfer, Aluminium und deren Mischverbindungen aus Primär- und Sekundär-Werkstoffen untersucht und qualifiziert.
Die Charakterisierung der geclinchten Fügeverbindungen erfolgt über deren statische und zyklische Festigkeit sowie deren elektrischen Eigenschaften. Das wesentliche Ziel des Projekts stellt eine einfach anwendbare und praxisnahe sowie zuverlässige Bemessungsgrundlage für Clinchverbindungen unter kombinierter mechanisch-elektrischer Belastung dar.
Darstellung des Nutzens für KMU
Durch den prozesssicheren Einsatz von recyceltem Werkstoff wird die vorhandene Abhängigkeit von Primärwerkstoffen abgebaut und KMU können flexibler auf Veränderungen des globalen Marktes reagieren. Neben den wirtschaftlichen Vorteilen ist dies auch unter ökologischen sowie Aspekten der Nachhaltigkeit anzustreben.
Durch die Substitution von Bauteilen aus Kupfer durch Aluminium können die Beschaffungskosten verringert und das Bauteilgewicht reduziert werden. Zudem wird KMU erstmalig die Möglichkeit gegeben, das Clinchen zum Fügen stromleitender Komponenten für die gesamte mechanische Lebensdauer des Bauteils auszulegen.
Dies erweitert den Einsatzbereich des Clinchens für wesentliche Technologien im Bereich der Elektroenergietechnik, sodass innovative Konzepte zur Funktionsintegration in Strukturbauteile realisiert werden können. Gerade KMU haben damit die Möglichkeit, innovativere Produkte im Vergleich zu den globalen Marktbegleitern anzubieten und erhalten einen direkten Wettbewerbsvorteil.
Die Entwicklung innovativer Produkte in der Elektroenergietechnik bietet neben der Einsparung von Ressourcen und den damit verbundenen direkten wirtschaftlichen und umwelttechnischen Vorteilen auch einen signifikanten Beitrag für den Fortbestand der globalen Wettbewerbsfähigkeit von KMU.
Projekt
IGF LBR10845/22 - EFB 50/222 + IGF LBR10846/22 - EFB 51/222 - Laufzeit 01.01.2023-30.06.2025
Referent: Dipl.-Ing. Sebastian Schettler, Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik Dresden