Fügen lokaler Verstärkungen im IHU-Prozess

Die Patchworktechnik, bei der ein Halbzeug durch das Aufkleben oder -schweißen kleinerer Bleche (sog. Patches) verstärkt wird, ist als eine Leichtbaustrategie der maßgeschneiderten Halbzeuge bekannt. In diesem Beitrag wird ein Verfahren zur lokalen belastungsgerechten Verstärkung im Sinne der Patchworktechnik beschrieben, welches deren bisherige Schwächen - das geringe Umformvermögen der gefügten Doppelblechstrukturen sowie die Korrosionsgefahr bei flächigem Kontakt - unter Anwendung der Innenhochdruckumformung beseitigt. Die Verbindung von Bauteil und Verstärkungsblech erfolgt hier am Ende eines IHU-Prozesses durch die Ausbildung eines Formschlusses. Mit der anschließenden Aushärtung einer bereits vorapplizierten Klebschicht werden die endgültige Verbindungsfestigkeit sowie der Korrosionsschutz erreicht. In dem Beitrag werden verschiedene mögliche Gestaltungsvarianten für die Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung von IHU-Bauteil und Verstärkungsblech während des IHU-Prozesses vorgestellt. Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen sowie der FE-Simulationen zum IHU-Prozess werden diskutiert. Es wird auf die verwendeten zweistufig härtenden Klebstoffe eingegangen. Diese werden vor der Umformung auf das Verstärkungsblech appliziert und ermöglichen eine Umformung ohne Werkzeugverschmutzung. Die mechanischen Eigenschaften der verstärkten Bauteile werden für verschiedene Gestaltungsvarianten der Verstärkung verglichen. Ebenso werden die in Untersuchungen zur Spaltkorrosion und Kontaktkorrosion ermittelten Alterungseigenschaften der verstärkten Bauteile ausgewertet. Die dargestellten Ergebnisse wurden im Rahmen des EFB-Projekts "Lokale Verstärkungen im Innenhochdruckumformprozess" (16526BG) erarbeitet.