Page - 9 - in Induktionsfügen von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen

1. EINLEITUNG 9 tigungstechnik ein aktuell intensiv bearbeitetes Forschungsfeld. Sind die Verfahren entsprechend der faserschonendenBearbeitung adaptierbar, so können sie für einenweiteren Zuwachs derVerwendung vonFKV imMaterialmix der Fahrzeugkarosserie sorgen: • Reibschweißen • Vibrationsschweißen • Ultraschallschweißen •Warmgasschweißen • Heizelementschweißen •Widerstandselementschweißen • Laserstrahlschweißen • Hochfrequenzschweißen UmeinenÜberblick zuden aktuell in derForschunguntersuchtenVerfahren zu geben,werden in den folgendenErläuterungen dieUntersuchungsschwerpunkte aufgezeigt. Das Reibschweißen und auch Rührreibschweißen wird neben der artgleichen Verbindung von FRTP alsMöglichkeit zurartfremdenVerbindungzwischenAlumiuniumundthermoplastischenTextilenun- tersucht [22].Aktuell läuft am Institut fürWerkzeugmaschinenundBetriebswissenschaften (iwb) der TUMünchen das Projekt SPP1640 / A6 um die Bindemechanismen der artfemden Verbindungsart genauer zu untersuchen. Das Ultraschallschweißen als übliches Kunstoffschweißverfahren wurde als punktförmiges Verfahren durchWagner und Eifler [21] zum Fügen von Glasfasertextilen in artfremder Verbindung zwischen einemMetall und einemProbekörper aus porösenGlasfaserverstärktemKunststoffGFKangewandt. Hierzuwird durch eine Sonotrode auf denmetallischenPartner eine zur Fügeebene parallele Schwin- gung appliziert, die durch diemechanischeEnergie zur Plastifizierung des schmelzfähigenWerkstoffs führt und letztlich dieVerbindug ermöglicht.Hierbei ist insbesonders auf diemöglicherweise negative Einwirkung durch die mechanische Belastung der Faserrichtung und Filamente hinzuweisen [21],[4]. Weitere Entwicklungen zur Anwendung bei CFRTPVerbindungenwurden vonTutunijan durch nu- merische Simulation [23] untersucht undLösungen zurProzessregelung [24] erarbeitet. Viele Erkentnisse von Potente [25] zumHeizelementschweißen sind bis heute als Grundlage für die korrekte Konsolidierung der Fügestellle anerkannt. Prozessuntersuchungen undKonzeptarbeiten zur Anwendung desWiderstandselementschweißens vonFreudenberg amKLUBderTUDarmstadt [26], wieauchdieKehlnahtanwendungdesLaserstrahlschweißensmitZusatzwerkstoffwurdevonBerger [27] am Lehrstuhl für Photonische Technologie (LPT) an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen- Nürnberg durchgeführt. Die hier aufgezeigten Verbindungstechniken und deren Einordnung sollen einen Überblick der aktu- ell vorhandenen und sich inEntwicklung befindlichenFügeverfahren darstellen.Das Induktionsfügen ist eines der Schmelzschweißverfahren bei thermoplastischen FKV, welches großes Potential für den Einsatz im industriellenKarosseriebau aufweist. Es ist geeignet für artgleicheVerbindungen und art- fremdenVerbindungen zwischenThermoplasten undMetallen.Voraussetzung für dieAnwendung ist dieVerwendung eines elektrisch leitfähigenFügepartners oder einesThermoplasten, dermit entspre- chendem Füllstoff oder Zusätzen versehen ist. Bei Strukturbauteilen wird oftmals zur Verstärkung eineCarbonfaser verwendet, umdie gefordertenFestigkeits- und Steifigkeitswerte zu erreichen.Diese besitzt die idealen elektrischen Eigenschaften für die induktive Erwärmung. In der folgenden wis- senschaftlichen Arbeit werden das induktive Schweißen von carbonfaserverstärkten Thermoplasten betrachtet undFragestellungen zurVerfahrensentwicklung undVerbindungsart untersucht.