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03.06.2013

Platzsparende Verbindungstechnik

Das Glasfaserlaminat wird als Übergangsstruktur gießtechnisch in das Aluminiumbauteil integriert (© Fraunhofer IFAM)

Das Glasfaserlaminat wird als Übergangsstruktur gießtechnisch in das Aluminiumbauteil integriert (© Fraunhofer IFAM)

Hybrid-Bauteile verbinden die Eigenschaften der beiden Werkstoffklassen Kunststoff und Metall. Kombinationen aus Kunststoffen mit Carbonfaserverstärkung (CFK) und Aluminium werden häufig mit adhäsiven oder mechanischen Fügeverfahren miteinander verbunden. Beispielsweise wird im Automobilbereich zur Montage von CFK-Karosserien mit dem Fahrzeugrahmen aus Aluminium in vielen Fällen eine Verfahrenskombination aus Nieten und Kleben eingesetzt.

Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung haben nun neuartige Lösungsansätze für die Verbindungstechnik zwischen Aluminium und CFK entwickelt. Dabei wird eine Übergangsstruktur zwischen die zu fügenden Materialien eingebracht. Diese Übergangsstrukturen können aus Glasfasern oder Titan bestehen und lassen sich mithilfe des Aluminiumgusses direkt in die Aluminiumbauteile integrieren. Dieser Übergang vom Metall zum Faserverbundwerkstoff reduziert im Vergleich zu konventionellen Verbindungstechniken den Bauraum und das Gewicht des Bauteils. Das eingebrachte Verbindungselement führt darüber hinaus zu einer galvanischen Entkopplung zwischen den Werkstoffen. Dadurch verbessert sich die Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffverbundes aus Aluminium und CFK.

Die neue Verbindungstechnik könnte zu gewichtsoptimierten, integralen Strukturen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften führen. Neben dem Fahrzeugbau werden Hybridbauteile aus Aluminium und CFK in der Luftfahrtindustrie, für Windkraftanlagen und im Maschinenbau eingesetzt.

Dr.-Ing. Harald Sambale
sambale <AT> hanser.de

Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
Wiener Straße 12
DE 595251 Bremen
Tel: +49 421 2246-0
Fax: +49 421 2246-300


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