B6

Arbeitsgruppe B | Form-/Kraftschluss

 
 

Fügen durch Hochgeschwindigkeitsumformen durch laserinduzierte Schockwellen

Prof. Dr.-Ing. Frank Vollertsen, BIAS – Bremer Institut für angewandte Strahltechnik GmbH

 
 

Zusammenfassung:

Ergebnis eines Vorversuchs einer Fügestellen, hergestellt durch laserinduziertes Schockumformen, Matrizendurchmesser: 4 mm, Laserpulsenergie: 5.6 J, Pulsanzahl: 50, Materialkombination: 1.4301(s0 = 100 µm)/Al99.5(s0 = 50 µm)
Ergebnis eines Vorversuchs einer Fügestellen, hergestellt durch laserinduziertes Schockumformen, Matrizendurchmesser: 4 mm, Laserpulsenergie: 5.6 J, Pulsanzahl: 50, Materialkombination: 1.4301(s0 = 100 µm)/Al99.5(s0 = 50 µm)

Die durch Funktionsverdichtung getriebene Miniaturisierung von Baugruppen macht auch im Mikrobereich das Fügen hybrider Verbindungen unter unterschiedlichen Bedingungen erforderlich. Bei existierenden Lösungen sind oft Beschränkungen durch das Fügeprinzip gegeben.

Daher ist es Ziel dieses Vorhabens, die offenen Fragen zu klären, die für einen Einsatz einer mechanischen Fügetechnik ohne Hilfselemente für das Verbinden von Fügepartnern aus Aluminium bzw. Kupfer mit Glas, thermoplastischen Polymeren und Kupfer bestehen. Eingesetzt werden soll ein Fügen durch Umformen über laserinduzierte Schockwellen, auch als Mikro-IHU zu bezeichnen, so dass hybride Verbindungen für Blech-Blech-, Rohr-Rohr- sowie Rohr-Blech-Paare hergestellt werden können. Der Ansatz bietet eine Lösung für die schlechte Umformbarkeit von Metallfolien, die durch deren Tiffany-Struktur bedingt ist, bei hohen Umformgeschwindigkeiten jedoch nicht so negativ in Erscheinung tritt. Für eine gezielte Nutzung des Effekts ist zu klären, wodurch er zu Stande kommt, so dass er gezielt nutzbar gemacht werden kann. Als Arbeitshypothese wird angenommen, dass die orientierungsbedingten Unterschiede in der Fließspannung bei hoher Umformgeschwindigkeit abnehmen, so dass die Formänderung homogener wird. Hierdurch kommt es nicht so schnell zum lokalen Versagen einzelner Körner, wodurch das Formänderungsvermögen der Folien insgesamt betrachtet zunimmt. Die mit diesem Prozess verbundenen Vorteile sollen für die verschiedenen Werkstoffpaarungen eingesetzt werden.

 

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