C2

Working Group C | Simulation

 
 

Simulationsgestützte Entwicklung und Qualifizierung eines neuartigen Thermoclinch- Fügeverfahrens für Mischbauweisen mit textilverstärkten Thermoplastverbunden

Prof. Dr.-Ing. habil. Maik Gude, TU Dresden

 
 

Abstract:

Ziel des Verbundvorhabens ist die simulationsgestützte Entwicklung und Qualifizierung eines neuartigen umformbasierten Fügeverfahrens für Metall-Kunststoff-Mischbauweisen mit textilverstärkten Thermoplastverbunden. Beim neu konzipierten „Thermoclinchen“ wird die Faserverbundstruktur partiell erwärmt und erweicht, lokal durch eine Öffnung im Metallblech durchgesetzt und zu einem Hinterschnitt mit definierter Faserverstärkung aufgespreizt. Für diesen thermomechanischen Fügeprozess mit großer plastischer Deformation des textilverstärkten thermoplastischen Fügepartners sind geeignete Fügevorrichtungen, -werkzeuge und Prozessparameter zu erarbeiten. Die grundlegenden technologischen, theoretischen und experimentellen Untersuchungen werden exemplarisch für die Fügeteilwerkstoffe glasfaserverstärktes Polypropylen (GF/PP) und Aluminium durchgeführt. Zur Gestaltung des Thermoclinch-Fügeprozesses unter Berücksichtigung der heterogenen anisotropen Werkstoffstruktur werden numerische Prozesssimulationen mit eigens zu entwickelnden skalenübergreifenden Simulationsstrategien durchgeführt. Dabei erfolgt zunächst eine virtuelle Materialmodellierung auf Basis experimentell ermittelter Werkstoffkennwerte der einzelnen Verbundkomponenten.

 
 

Publications:

2019   
  Simulation-aided development of a robust thermoclinching joining process for hybrid structures with textile reinforced thermoplastic composites and metalic components Gude, M.; Vogel, C.; Gröger, B.
In: Materials Science and Engineering Technology, 2019 (submitted)
2017   
  Simulation of a novel joining process for fiber reinforced thermoplastic composites and metallic components Gude, M.; Hufenbach, W.; Freund, A.; Kupfer, R.; Vogel, C.
In: Mechanics of Composite Materials 52 (2017), 733-740
  Design of material adapted joints – Potentials and challenges in joining fiber reinforced thermoplastics to dissimiliar materials at the example of thermoclinching Gude, M.
In: Europe Africa Conference 2017 of the Polymer Processing Society, 26.-29. Juni 2017, Dresden
  Durchgängige Simulationsmethoden zur Prozess- und Strukturanalyse von hybriden thermoplastischen Faserverbundstrukturen Gude, M.; Barfuss, D.; Vogel, C.
In: Werkstoffwoche Dresden, 27.-29. September 2017, Dresden
2016   
  Simulation based process development for the novel thermoclinching joining technology Gude, M.; Freund, A.; Vogel, C.
In: Euro Hybrid Materials and Structures, 20.-21. April 2016, Kaiserslautern
2015   
  Development of novel form-locked joints for textile reinforced thermoplastices and metallic components Gude, M.; Hufenbach, W.; Freund, A.; Kupfer, R.; Vogel, C.
In: Journal of Materials Processing Technology 216 (2015), 140-145
  Numerical simulation based process development of the novel thermoclinching technology for textile reinforced thermoplastics Gude, M.; Freund, A.; Vogel, C.
In: 18. Workshop Simulation in der Umformtechnik & 3. Industriekolloquium des SFB/TR73, Shaker Verlag, 2015, 211–213
  Werkstoff- und bauweisengerechte Simulationsstrategien zur numerischen Struktur- und Prozessanalyse im compositeintensiven Leichtbau Gude, M.; Jäger, H.; Freund, A.
In: NAFEMS Magazin 2:34 (2015), 52-58
2014   
  Methods for the Process-Integrated Hybridisation of Lightweight Structures in Multi-Material Design Gude, M.; Maass, J.; Vogel, C.; Garthaus, C.
In: Materials Science Engineering, 23.-25. Mai 2014, Darmstadt
  Thermoclinching – a novel joining process for lightweight structures in multi-material design Gude, M.; Hufenbach, W.; Vogel, C.; Freund, A.; Kupfer, R.
In: Composites Theory and Practice 14:3 (2014), 128-133
  Fügesysteme für Faserverbundstrukturen mit Thermoplastmatrix Hufenbach, W.; Gude, M.; Troschitz, J.; Kupfer, R.
In: Lightweight Design 3 (2014), 18-23
 

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