Mit mechanischer Fügetechnik metallische Werkstoffe sicher verbinden

Bildergalerie: 5 Bilder

Mit dem Hochgeschwindigkeits-Bolzensetzen lassen sich Verbindungen von Aluminium, Stahl und Faserverbundwerkstoffen auch in Mischbauweise ohne Vorloch-Operationen realisieren. (Bild: Böllhoff)

Leichtbau liegt im Trend und damit auch der Einsatz hochfester Materialien sowie von Materialmix-Konzepten. Aufgabe der Fügetechnik ist es, diese unterschiedlichen Werkstoffkombinationen sicher zu verbinden – und das möglichst kostengünstig und am besten ohne thermische Beeinflussung.

Der Leichtbau in der Automobilindustrie stellt die Fügetechnik vor Herausforderungen, denn dort sind Lösungen für Verbindungen von CFK-Guss, Blech-CFK-Strukturschaum oder Extrusionsprofil-Blech-Guss gefragt. Trotz des zunehmenden Einsatzes von Composites liegt der Entwicklungsschwerpunkt auf Leichtbau mit Metallen, wie Dr.-Ing. Andreas Rennet, Geschäftsführer von 3C Cost Calculation Consulting, klarmacht: „Metalle wie Aluminium und Eisen sind im Vergleich zu anderen Rohstoffen eine nahezu unerschöpfliche Ressource.“

Anteil an Aluminium wird weiterhin steigen

Zudem sind unzählige Legierungen denkbar. Besonders die Festigkeit dieser metallischen Werkstoffe, ihr Materialmix sowie die Herstellungskosten beeinflussen auch die Verbindungstechnik. Dr. Klaus Koglin, Leiter der Technologieentwicklung bei Audi, erklärt, dass bereits heute eine Stahlkarosserie einen Multimaterialmix darstellt, denn der Nachfolger eines Fahrzeugmodells soll immer leichter sein.

Der Anteil an Aluminium wird also weiterhin steigen. Deshalb muss die Verbindungstechnik ihrerseits reagieren und angepasste Fügeverfahren (weiter) entwickeln. Für Audi bedeutet das künftig, den Einsatz thermischer Verfahren zu vermeiden. Welche aktuellen Verfahren können also zum Einsatz kommen, um metallische Werkstoffe im Leichtbau zu fügen? Ein Überblick zeigt, wie hoch das Potenzial mechanischer Fügetechniken ist und wo das Kleben als Konkurrenz zur Schraubtechnik zum Zuge kommt.