Beschreibung
P 1030 – Entfüge- und Fügekonzepte von Leichtbaustrukturen in der Karosserieinstandsetzung
Im Laufe des Produktlebenszyklus eines Fahrzeuges können als Folge von Unfällen Reparaturen notwendig werden. Die beschädigten, meist stahlintensiven Fahrzeugstrukturen müssen hierfür zunächst werkstoffschonend und ökonomisch entfügt werden. Vor allem die heutigen Karosseriekonzepte stellen die Reparaturbetriebe im Falle des Entfügens vor eine große Herausforderung. Unterschiedliche Stahlgüten, von weichen Tiefziehstählen bis zu warmgeformten höchstfesten Stählen, werden in Kombination eingesetzt. Als Fügeverfahren wird neben punktförmigen thermischen (Widerstandspunktschweißen) und mechanischen (Stanznieten) Verfahren vor allem das Kleben eingesetzt.
Im Rahmen des durchgeführten Projektes wurde der Stand der Technik zum Themenkomplex „Entfügen und Instandsetzen“ von automobilen Fügetechniken erfasst und daraus die wesentlichen Herausforderungen abgeleitet. Diese sind zum einen das Entfügen von Klebverbindungen allgemein und im speziellen in Kombination mit höchstfesten Stählen. Aktuell wird eine Klebverbindung im Bedarfsfall mit großem mechanischem Aufwand aufgemeißelt oder geschält. Dieses kann mit Unterstützung einer Erwärmung durchgeführt werden und geschieht jedoch häufig undefiniert. Bei neueren Konstruktionen ist aufgrund des Einsatzes höchstfester Stähle das Schälen aufgrund der hohen Steifigkeiten der Komponenten nicht mehr möglich. Hier setzten tiefergehende Untersuchungen an.
Mit einer wissenschaftlichen Herangehensweise und auf Basis der am LWF und der HSHL etablierten Prüfkonzepte und Methoden wurden die Arbeitspakete definiert. Es wurden Kreativworkshops durchgeführt, um auf der Basis der aktuellen Erfahrungen der Karosserieinstandsetzungsfachleute neue Lösungsansätze für das Entfügen von Verbindungen aus Hochleistungswerkstoffen zu identifizieren. Dabei hat sich das thermisch unterstützte Entfügen als aussichtsreicher Ansatz für das werkstoffschonende Trennen der geklebten Verbindungen herausgestellt. Dies beinhaltet sowohl hohe, aber auch sehr tiefe Temperaturen. Es konnte gezeigt werden, dass Tiefkühlung eine starke Versprödung des Klebstoffes verursacht und das Versagen ohne starke Verformung der Fügeteile eintritt. Zudem konnte gezeigt werden, dass thermisch unterstütztes Entfügen bis 150 °C keinen negativen Einfluss auf die Festigkeit der zurückbleibenden zu erhaltenden Klebverbindungen ausübt. Nach erfolgreicher Entfügeoperation praxisgerecht instandgesetzte Verbindungen wiesen eine mit den Serienverbindungen vergleichbare Tragfähigkeit auf.
Veröffentlichung:
Mai 2020
Autoren:
Prof. Dr.-Ing. G. Meschut, M. Sc. J. Ditter, Dr.-Ing. M. Wünsche, Prof. Dr.-Ing. T. M. Wibbeke
