Leichtbauwerkstoffe effizienter fügen

Für das Fügen im Mischbau von Stahl-, Aluminium- und Kunststoffbauteilen haben Fraunhofer Forscher ein neues Verfahren entwickelt: das Stechnieten. Auf den ersten Blick ähnelt das Stechnieten dem Halbhohlstanznieten, das sich in den vergangenen Jahren besonders im Karosseriebau zu einem der wichtigsten mechanischen Fügeverfahren entwickelt hat. Doch während der Schaft beim Halbhohlstanznieten eine mantelflächenseitig geschlossene, von der Unterseite her halbhohle Form aufweist, ist der Stechniet durch drei radial zueinander angeordnete Nietdorne gekennzeichnet. Diese durchstoßen an drei Punkten die zu verbindenden Bauteile und spreizen infolge der speziellen Nietdorngeometrie radial auseinander. So entsteht eine formschlüssige Verbindung. Der Durchdringungsbereich beim Stechnieten ist auf die drei Nietdorne begrenzt. Dadurch ist die potenzielle Beeinträchtigung der Struktur eines faserverstärkten Kunststoffes geringer. Das Werkzeugkonzept sieht im Gegensatz zum Halbhohlstanznieten keine Matrize mit individueller Geometrie vor. Eine qualitätsgerechte Nietverbindung wird allein durch die Eigenschaft des Nietes erzielt. Das Stechnieten bietet dem Anwender eine Reihe von Vorteilen, beispielsweise eine einfache Parametrierung hinsichtlich Nietgeometrie und Fügekräften bei wechselnden Fügeaufgaben. Das Verfahren ist vor allem als Fixierverfahren in Kombination mit dem Kleben interessant. Im Sinne der Fixiermethode sichern die Stechniete die Handhabungsfestigkeit der Fügeteile bis zur Aushärtung der Klebschicht. Ziel des Stechnietens ist die Erweiterung der mechanischen Fügetechnik durch ein flexibel einsetzbares und zugleich kostengünstiges Verfahren.