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Ganzheitliche Ent­wick­lung und Cha­rak­te­ri­sie­rung einer effizienten Herstellung lösbarer Fügestellen für Aluminium- und Magnesium-Leichtbauwerkstoffe

Metallische Leichtbauwerkstoffe wer­den bei­spiels­weise zur Steigerung der Effizienz sowie zur Emissionsminderung in vie­len Be­rei­chen der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt. Zum Fügen der Bauteile kom­men dabei ver­schie­de­ne Schweiß-, Löt-, Klebe- oder Schraubverbindungen zum Ein­satz. Dahingehend bietet das Fließbohren in Kombination mit anschließender Gewindefertigung für metallische Leichtbauprofile die Mög­lich­keit, durch lokales Aufweiten des Materials ein Innengewinde mit größerer nutzbarer Gewindetiefe zu er­zeu­gen. Die stirnseitige Einbringung von Gewinden bietet im Vergleich zu den konventionellen Fügeverfahren zudem ein bedeutendes Potential hinsichtlich erzielbarer Effizienzsteigerungen in der in­dus­tri­el­len Fertigung.

Im Rah­men dieses Forschungsvorhabens soll der Stand des bisher entwickelten Fließbohrverfahrens für die Aluminium- und Magne­siumlegierungen AlSi10Mg und AZ91 hinsichtlich technologischer und wirtschaftlicher Gesichtspunkte erweitert wer­den. Damit verbundene He­raus­for­de­run­gen, ins­be­son­de­re bei der Bearbeitung der Magnesium­legierung AZ91, sollen durch das vorausgegangene Einbringen einer konventionell erzeugten Vorbohrung bewältigt wer­den. Im Anschluss erfolgt der Fließformprozess, durch den die zum Gewindeformen notwenige Kernbohrung erzeugt wird. Das Ver­fah­ren bietet im Gegensatz zu spanender Gewindebearbeitung den Vorteil, dass es durch die Umformung zu einer Kaltverfestigung des Werkstoffs in der Bohrungsrandzone kommt. Auf Basis bereits gewonnener For­schungs­er­geb­nis­se wird das stirnseitige Fließbohren hinsichtlich innovativer Werkzeugkonzepte sowie weiterer Optimierungs­ansätze weiterentwickelt. Ausgewählte Prozessparameter, wie die initiale Werkzeugtemperatur oder die Werkzeugbeschichtung, wer­den im Rah­men der ex­pe­ri­men­tel­len Un­ter­su­chun­gen variiert und mit­hil­fe der durch das Fach­ge­biet Werkstoffprüftechnik durchzuführenden mechanischen Charakterisierungs­methoden vergleichend be­wer­tet. Durch den iterativen Charakter des For­schungs­pro­jek­tes wer­den die Er­geb­nisse auf diese Weise validiert, wodurch mittels des Transfers in die in­dus­tri­el­le Fertigung eine ressourcenschonende und effiziente Bearbeitung er­mög­licht wer­den soll.

Das For­schungs­pro­jekt zielt auf die gesamtheitliche Fortentwicklung und Cha­rak­te­ri­sie­rung der stirnseitigen Fließbohrbearbeitung mit anschließender Gewindefertigung bei Aluminium- und Magnesiumlegierungen hin. Neben weitergehender Optimierung der Bearbeitungsstrategie, die mittels der Erkennt­nisse aus praktischen Versuchen vo­ran­ge­trie­ben wird, sollen tech­no­lo­gi­sche He­raus­for­de­run­gen durch die An­wen­dung un­ter­schied­li­cher Werk­zeug­konzepte bewältigt wer­den. Die prozessbedingten geometrischen bzw. mikrostrukturellen Ei­gen­schaf­ten der Innengewinde wer­den mit den mecha­nischen Ei­gen­schaf­ten in Ver­bin­dung ge­setzt, wodurch eine strukturbasierte Analyse der Schädigungsmechanismen erfolgt, deren Ver­ständ­nis zur Auslegung optimaler Prozessbedingungen zwingend er­for­der­lich ist.

© ISF
a) Weiterentwickelte Bearbeitungsstrategie aus Vorbohr-, Fließform- und Gewindeformprozess

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Anfahrt & Lageplan

Von der A1

Vom Autobahnkreuz Dort­mund/Unna auf die A44 Rich­tung Dort­mund, diese geht in die B1 über. Ausfahrt Dort­mund-Dorstfeld, Rich­tung Uni­ver­si­tät (weiter siehe Karte).

Von der A 45

Ausfahrt Dort­mund-Eichlinghofen, Rich­tung Uni­ver­si­tät (weiter siehe Karte).

Alternativ kön­nen Sie sich die Anfahrt auch berechnen lassen: Google Maps.

Anreise mit der Bundesbahn bis Dort­mund oder Bochum Hbf.

Ab Dort­mund Hbf mit der S1 Rich­tung Düsseldorf bis zur Haltestelle Dort­mund Uni­ver­si­tät (7 Minuten Fahrzeit).

Ab Bochum Hbf mit der S1 Rich­tung Dort­mund bis zur Haltestelle Dort­mund Uni­ver­si­tät (14 Minuten Fahrzeit).

Die S-Bahn fährt in beide Richtungen regelmäßig alle 20 Minuten. Von der S-Bahn Haltestelle aus mit der H-Bahn (Haltestelle S-Uni­ver­si­tät) bis zur Haltestelle Cam­pus Süd (1 Station, fährt im 10 Minuten-Takt).

Zu den Wahrzeichen der TU Dort­mund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dort­mund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Cam­pus Süd und Dort­mund Uni­ver­si­tät S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Cam­pus Nord und Cam­pus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zu­rück.

Vom Flughafen Dort­mund

Mit dem Taxi zur TU Dort­mund, Cam­pus Süd (min. 20 Min und 30,- EUR) (siehe Karte)

Vom Flughafen Düsseldorf

Mit der S-Bahn Linie S1 Rich­tung Dort­mund bis Haltestelle Dort­mund-Uni­ver­si­tät (ca. 90 Min). Von hier mit der H-Bahn Rich­tung Cam­pus Süd oder Eichlinghofen (fährt alle 10 Min) bis Cam­pus Süd (ca. 3 Min)

Die Ein­rich­tun­gen der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund verteilen sich auf den größeren Cam­pus Nord und den kleineren Cam­pus Süd. Zu­dem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark. Genauere In­for­ma­ti­onen kön­nen Sie den Lageplänen entnehmen.

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Die Ein­rich­tun­gen der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund verteilen sich auf den größeren Cam­pus Nord und den kleineren Cam­pus Süd. Zu­dem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark.

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