C02 - Wandlungsfähiges Fügen mit Hilfsfügeteil

Aufgrund ökonomischer und ökologischer Anforderungen und dem damit verbundenen Trend des Leichtbaus gewinnen umformtechnische, vorlochfreie Fügeverfahren zunehmend an Bedeutung. Bedingt durch immer höhere Ansprüche an die Verbindungstechnik in Folge des steigenden Einsatzes von höher- und höchstfesten Werkstoffen sowie von Mischbaustrukturen einerseits und einer zunehmenden Variantenbildung andererseits sind neuartige Methoden und Verfahren für die Herstellung wandlungsfähiger und maßgeschneiderter Fügeverbindungen essentiell. Aufgrund der bislang nur begrenzten Möglichkeiten, auf diese Veränderungen zu reagieren, müssen neue Strategien entwickelt werden, um mit adaptiven Werkzeugen, Hilfsfügeteilen und Prozesskinematiken die Wandlungsfähigkeit der mechanischen Fügetechnik zu erhöhen. Das Ziel des Teilprojektes ist deshalb, die Wandlungsfähigkeit des Stanznietprozesses durch universelle Hilfsfügeteile und eine in situ Prozessregelung zu steigern, womit sowohl prozessseitige Störgrößen- und Prozessparameterschwankungen als auch außerplanmäßige Änderungen der Randbedingungen in Bezug auf die Fügeverbindung an Bedeutung verlieren. Hierfür werden zwei Lösungsstrategien verfolgt, die sich synergetisch ergänzen. Der Ansatz betrifft zum Ersten die Beschreibung einer adaptiven, linearen Prozessführung, um die Wandlungsfähigkeit des Hilfsfügteils im Hinblick auf zusätzliche Eingriffsmöglichkeiten zu analysieren sowie zum Zweitendie prozesssichere Herstellung einer maßgeschneiderten Fügeverbindung durch Umformung und Einbringung von Stanznietelementen durch einen Taumelprozess. Parallel zur Analyse eines Taumelprozesses wird eine Stör- und Prozessgrößenanalyse innerhalb eines konventionellen Stanznietprozesses durchgeführt, um somit innere und äußere Einflussfaktoren zu identifizieren und ihre Auswirkung auf die Fügequalität bezüglich der möglichen Beanspruchung analysieren zu können. Die Weiterentwicklung des Stanznietelements bildet einen weiteren Ansatz zur Steigerung der Wandlungsfähigkeit ab, der auf einer geometrischen, werkstofflichen und funktionellen Anpassung der Hilfsfügeteile beruht. In diesem Zusammenhang stellt die Simulation des Fügeprozesses einen wichtigen Bestandteil der Entwicklungsarbeit dar und hilft, ein vertieftes Prozessverständnis herleiten zu können, das die Findung geeigneter Nietelementvarianten unterstützt. Schlussendlich sollen adaptive Werkzeuge konzeptionell entwickelt werden, die auf angetriebenen Aktivelementen beruhen und eine individuelle Anpassung der Werkzeugkonfiguration an die Fügestelle erlauben.