Methodische Flexibilitätssteigerung beim Halbhohlstanznieten

Das Halbhohlstanznieten (HHSN) gehört zu einem der wichtigsten Fügeverfahren, wenn es darum geht, artgleiche und artverschiedene Materialien zu fügen. Da beispielsweise im automobilen Karosseriebau eine Vielzahl an unterschiedlichen Material-Dicken-Kombinationen existieren, die mittels HHSN gefügt werden, ist das Fügen ohne Werkzeugwechsel erstrebenswert. Dadurch können sowohl die bereits verfügbaren Anlagen wirtschaftlich besser ausgenutzt werden, als auch die Produktionsflächen deutlich verringert werden. Die Entwicklung einer neuen Methode um optimierte, flexible Werkzeuge für die mechanische Fügetechnik herstellen zu können, wird am Beispiel des HHSN hier vorgestellt. Zu Beginn erfolgt die Bemusterung der Versuchsmatrix, wobei für die die jeweilige Fügeaufgabe die optimale Kombination aus Matrize und Nietlänge (Standard C-Niete, 5,3 mm Durchmesser, Härteklasse 4) verwendet wird. Auf Basis dieser Versuche werden Simulationsrechnungen aufgebaut, die diese Versuche bestmöglich abbilden. Um für die nachstehende Optimierung die ergebnisgrößenbeeinflussenden Geometrieparameter der Matrize ermitteln zu können, werden auf Grundlage der oben genannten Simulationen Sensitivitätsanalysen durchgeführt. Neben der Optimierung für eine standardmäßig eingesetzte starre HHSN-Matrize wird auch auf die Auslegung einer tiefenverstellbaren Matrize eingegangen, bei der von einer Flexibilitätssteigerung gegenüber dem starren Werkzeug ausgegangen wird.