Effiziente Fertigungsmethoden für hybride Metall-Kunststoff-Verbunde

Unabhängig vom jeweiligen Antriebskonzept gewinnt der Leichtbau für automobile Anwendungen zunehmend an Bedeutung. Ein wesentliches Prinzip für effiziente Leichtbaukonstruktionen ist es, den richtigen Werkstoff am richtigen Ort in der richtigen Menge einzusetzen. Dies führt zwangsläufig zu einem Multi-Material-Design. Um die Effizienz bei der Fertigung von Automobilkomponenten zu erhöhen, wird die Anzahl der Einzelteile ständig verringert, was folgerichtig zur Erhöhung von deren Komplexität führt. Beispiele dafür sind ""Tailored Blanks"" bei kaltumgeformten Karosseriebauteilen, das ""Tailored Tempering"" beim Presshärten oder der Einsatz von metallischen Einlegern beim Kunststoff-Spritzguss. In zukünftigen Fertigungsszenarien für Multi-Material-Komponenten liegt die Herausforderung in einer sinnvollen Kombination bereits etablierter Einzelprozessketten für Bauteile aus Metall und Kunststoff zu hybriden Prozessketten. Der Artikel zeigt prinzipielle Konzepte für hybride Prozessketten zur effizienten Herstellung von Metall-Kunststoff-Verbundbauteilen auf. Die vorgestellten Konzepte lassen sich sowohl auf flache als auch auf profilbasierte Bauteile anwenden. Neben der Herstellung der finalen Bauteilgeometrie in einem Prozessschritt wird durch die gleichzeitige Integration von weiteren Operationen auch die Effizienz des Herstellprozesses signifikant verbessert. Neben der Verkürzung der Prozesskette und der Fertigungszeit wird auch die Bauteilqualität gesteigert. Anhand von drei Beispielen für hybride Fertigungsprozesse soll in der Veröffentlichung diese Produktionsphilosophie näher erläutert werden. Das erste Beispiel basiert dabei auf einer Verfahrenskombination von Innenhochdruck-Umformung und Kunststoff-Spritzguss. Beispiel Nummer zwei zeigt Möglichkeiten für die umformtechnische Verarbeitung faserverstärkter Metall-Kunststoff-Verbundhalbzeuge auf und im dritten Beispiel wird die Verfahrenskombination eines integrierten Umform- und Fügeprozesses zur intrinsischen Fertigung von hohlen hybriden thermoplastischen Metallstrukturen beschrieben.