Ein neues Nietschweißverfahren für Mischbaustrukturen

Der Einsatz von verschiedenen Leichtmaterialien in der Karosserie wie z.B. Al, Mg und faserverstärkte Kunststoffe etc. stellt hohe Anforderung an die Fügetechnik bei der Fahrzeugherstellung. Das herkömmliche Punktscheißverfahren ist für Karosserien in Mischbauweise nicht geeignet. Daher werden die mechanischen Fügeverfahren wie Halbhohlstanznieten, Clinchen etc. im Karosseriebau eingeführt.  Damit verbunden sind Zusatzinvestitionen in die Rohbauanlagen bei der Fahrzeugfertigung, welche die Risiken des Leichtbaus durch Multimaterialmischbau wesentlich erhöht.

Am Lehrstuhl wurde ein innovatives Fügeverfahren "Nietschweißen" in den letzten Jahren in Kooperation mit Industrieunternehmen inkl. Fahrzeughersteller entwickelt, mit dem die Fahrzeuge in Al-Stahl-Mischbauweise auf existierenden Punktschweißanlage bei den OEMs hergestellt werden können. Ein neuartiges Fügeelement aus Stahl wurde u.a. mit Hilfe vom FEM entwickelt. Das Fügeelement wird in dem Al-Blechteil während des Umformprozesses eingestanzt und anschließend durch den Schweißroboter mit einem Stahlbauteil punktgeschweißt.

Mit diesem Fügeverfahren wird eine flexible Fertigung der Fahrzeuge in verschiedenen Bauweise auf einer Rohbaulinien ermöglicht. Neben den wirtschaftlichen Vorteilen weist das „Nietschweißen“ gute mechanische Eigenschaften auf Die Korrosionsbeständigkeit kann dabei ohne Zusatzmaßnahmen wie Kleberauftrag zwischen Stahl- und Al-Bauteile gewährleistet werden. Desweitere kann das Nietschweißverfahren auch für Metall-Kunststoff-Verbindungen erweitert werden.

Veröffentlichungen:

• X.F. Fang und F. Zhang, “A new joining Method for the production of flexible and modular Body-In-White structures”, Automotive Engineering Congress, May, 2017 Nürnberg, Germany
• X.F. Fang and F. Zhang, "Joining Technique for light Weight Al-Steel Hybrid Structure", 2nd Conference on Light Materials, Bremen, Nov. 2017