Lasertechnik für den Automobil-Leichtbau

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Fraunhofer-Institut für Lasertechnik

Laser unterstützt Klebe-Prozess für Composites

Bauteile oder Fahrzeuge immer leichter zu machen, ist eine Herausforderung, denn die Gewichtsersparnis darf nicht zu Lasten der Stabilität gehen. Im Leichtbau werden heute deshalb oftmals verschiedene Werkstoffe miteinander kombiniert, die für verschiedene Anwendungszwecke jeweils am besten geeignet sind – Aluminium oder faserverstärkte Kunststoffe (FVK). Da die Stabilität von FVK leidet, wenn man sie mit anderen Bauteilen verschraubt, werden die verschiedenen Werkstoffe heute meist miteinander verklebt.

Doch mit dem Klebstoff benötigt man einen dritten Werkstoff, der zudem altern und brüchig werden kann. Wegen dieser Nachteile beim Fügen von FVK und Metall setzen die ILT-Wissenschaftler daher auf laserbasierte Bearbeitungsverfahren. In diesem Falle brennen sie mit dem Laser in die Oberfläche des Metallbauteils ein 100 Mikrometer feines Muster mit kleinen Vertiefungen und Hinterschneidungen. „Beim Zusammenfügen von Metall und FVK fließt dann der noch heiße und flüssige Kunststoff in die Vertiefungen hinein“, erklärt ILT-Laserexperte Dr. Alexander Olowinsky. Härtet der Kunststoff aus, verkrallt er sich in der Metalloberfläche, so der Forscher. Während der Messe wird eine Autotür mit Kunststoffverstärkung zu sehen sein, die nach diesem Verfahren gefertigt wurde.

Laserschweißen schont hochfeste Stähle

Nicht nur FVK und Metall werden heute mehr und mehr miteinander kombiniert. Auch verschiedene Stahlsorten müssen je nach Anwendung miteinander verbunden werden. Um Gewicht zu reduzieren, setzen Autohersteller heute unter anderem pressgehärtete, hochfeste Stähle ein. Diese Stähle sind besonders stabil, sodass dünnere Bleche verwendet werden können, was wiederum zur Gewichtseinsparung beiträgt. Allerdings sind diese Stähle teuer. In einem Auto werden deshalb herkömmliche Stähle und pressgehärtete, hochfeste Stähle miteinander verschweißt. Die üblichen Verfahren wie das Punktschweißen führen aber dazu, dass die Festigkeit der hochfesten Stähle an der Schweißstelle nachlässt. In einem Kooperationsprojekt des Fraunhofer-ILT mit mehreren Industrieunternehmen wurde deshalb ein alternatives Schweißverfahren entwickelt, das die Crash-Stabilität der hochfesten Stähle nicht beeinträchtigt. Während der Messe stellen die Forscher die verschiedenen Technologien anhand von diversen Exponaten wie dem Querlenkerträger vor.

Auf dem Fraunhofer-Presserundgang am Dienstag, dem 23. Juni 2015, präsentieren neun verschiedene Fraunhofer-Institute ihre Exponate. Beginn ist 11:00 Uhr in Halle B3 am Stand 341, der Rundgang endet gegen 12:30 Uhr in Halle A3 am Stand 121 mit informellen Gesprächen bei einem Imbiss. MM

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