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ALUMINIUM 2018 12. Weltmesse & Kongress
09. – 11. Oktober 2018
Messe Düsseldorf

Innovative Verbindungstechniken sind der Schlüssel zum automobilen Leichtbau

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Viele Branchen und gerade der Automobilbau nutzen immer intensiver das hohe Leichtbaupotenzial von Aluminium. Die großen Automobilhersteller verfolgen seit Langem die Strategie: „Das richtige Material an der richtigen Stelle“. Und sie forcieren deshalb das intelligente, flexible Handling verschiedenster Materialien mit dem Ziel, im Autobau für jeden Zweck den optimal geeigneten Werkstoff einzusetzen.

Das Multi-Material-Design mit Stahl, Aluminium, Faserverbundstoffen oder auch Magnesium ist heute die Regel. Schlüssel zum Erfolg eines Material-Mixes ist die Verbindungs- und Fügetechnik. Um unterschiedliche Materialien sicher zu sogenannten Multi-Material-Modulen verbinden zu können, kommen neue, effiziente Fügeverfahren zum Einsatz. Hierbei bestimmt das jeweilige Automodell mit seinem Werkstoffsystem, welche Fügetechnologien zum Einsatz kommen.

In Karosserierohbauten der großen Automobilbauer kommen die unterschiedlichsten Fügeverfahren zum Einsatz. Unterschieden wird nach

  • thermischen Fügeverfahren: Widerstands-Punktschweißen, MAG/MIG- Schweißen, Laserstrahl-Schweißen/-Löten, Lichtbogen-Bolzenschweißen, Plasma-Schweißen/-Löten, MIG-Löten, Reibrührschweißen
  • mechanischen Fügeverfahren: Falzen/Bördeln, Clinchen, Stanznieten, Direktverschrauben
  • chemischen Fügeverfahren: Kleben


Anzahl der Fügetechnologien nimmt zu

Um die neuen Werkstoffpaarungen zu fügen, braucht man umfassendes Prozessverständnis und Know-how. Deshalb werden Verfahren entwickelt, mit denen unterschiedliche Materialien optimal verklebt, vernietet oder verschraubt werden können. Allerdings führt der Werkstoffleichtbau auch zur Zunahme der Fügeverfahren. So setzt zum Beispiel Automobilbauer Audi insgesamt 19 verschiedene Fügetechnologien im Karosseriebau seiner Modelle ein.

Die Herausforderungen an die Fügetechnik im Automobil sind zahlreich: große Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen, große Varianz in Einsatz und Nutzung (Untergrund, Straßenbeschaffenheit, Staub etc.) sowie individuelles Benutzerverhalten. In vielen Füge-Anwendungen des Multi-Material-Designs können thermische Verbindungstechniken nicht eingesetzt werden, weil die zu fügenden Leichtbau-Materialien zu wärmeempfindlich sind und kalte Verfahren erfordern. Das gilt zum Beispiel für Werkstoff-Verbunde mit warm umgeformten Stählen, Aluminiumlegierungen oder Faserverbundwerkstoffen.

Innovative mechanische Fügetechniken arbeiten nicht nur werkstoffschonend, sondern bieten oft noch weitere Vorteile wie Schnelligkeit, einseitige Zugänglichkeit, Wartungsarmut, Energieeinsparung.

Keine Fügetechnik ist für alle Einsatzgebiete und Materialien geeignet. Aber es ist umfassendes Prozessverständnis erforderlich, um für neue konstruktive Ideen der Multi-Material-Designer die geeignete Füge-Lösung zu entwickeln. Es sind zahlreiche Faktoren zu berücksichtigen, etwa

  • die Zugänglichkeit der Bauteile,
  • das korrosive Verhalten der Materialien,
  • die Ausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe,
  • die Prozesszeit,
  • die Anzahl der zu fügenden Lagen.

Ist ein Bauteil nur von einer Seite zugänglich, scheidet beispielsweise das Stanznieten aus, weil dabei das Fügewerkzeug von oben und unten an die Fügestelle gelangen müsste. Eine Alternative ist in diesem Falle das Fließlochschrauben, das dynamisch sichere und lösbare Multi-Material-Verbindungen erlaubt.

Ein weiterer Trend in der Automobilindustrie und Grundlage für eine nachhaltigere Mobilität sind neue Antriebskonzepte, etwa rein elektrische oder hybride Antriebe. Auch diese erfordern neue Fügelösungen, denn die intelligente Montage einer Antriebsbatterie kann deren Langlebigkeit, Leistung und Sicherheit verbessern.


Schweißen- und Fügenpavillon auf der ALUMINIUM 2018

Über Verbindungstechniken, Anlagen, Maschinen, Ausrüstung und Hilfsmittel zum Fügen von Aluminium informiert auf der ALUMINIUM 2018 der Schweißen- und Fügenpavillon in Halle 9. Dort präsentieren die Aussteller ihre Lösungen zu Schweiß-, Klebe-, Löt- und weiteren mechanischen Fügeverfahren.

Finden Sie hier die gesamte Ausstellerliste der ALUMINIUM 2018.


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