Fügetechnik Trend zu Mischverbindungen erfordert neue Fügeverfahren

Die Herausforderungen an die Fügetechnik heißen Leichtbau und neue Werkstoffe. Zudem gilt es, vor allem bei Automobilanwendungen, Kosten zu sparen. Mit Dr.-Ing. Gerson Meschut, Geschäftsführer Technik, Forschung und Entwicklung bei der Wilhelm Böllhoff GmbH & Co. KG in Bielefeld, sprachen wir über neue Verfahren und Märkte.

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MM: Herr Dr. Meschut, Böllhoff bietet eine Reihe von Fügeverfahren an. Ist das derzeitige Portfolio ausreichend oder sehen Sie Lücken?

Meschut: Böllhoff will kein Komplettanbieter aller Verbindungstechniken werden, deshalb gibt es auch keine Überlegungen in Richtung Schweißen oder Löten. Aber es gibt immer Lücken.

Eine davon schließen wir mit dem Bolzensetzen. Mit dem Rivtac genannten Verfahren ermöglichen wir das einseitige Fügen ohne Vorlochen. Weitere Ergänzungen sind One Shot, ein selbststanzendes Befestigungssystem für Strukturbauteile aus faserverstärkten Kunststoffen, und Onsert, die Kombination von Kleben und mechanischem Fügen.

MM: Bleiben wir kurz beim Bolzensetzen. Was verbirgt sich hinter dem Verfahren?

Meschut: Die Herausforderung bei der Entwicklung bestand darin, das aus der Bauindustrie und dem Handwerk bekannte Druckluft-Nageln in eine industrietaugliche Technik für dünne Wandstärken zu überführen. Das ist uns gelungen und in Sachen Fügebahngeschwindigkeit haben wir mit 10 m/min im On-the-fly-Modus das Laserschweißen als bisherigen Benchmark übertroffen.

MM: Welches Potenzial sehen Sie für das Bolzensetzen?

Meschut: Das Verfahren wurde erst Anfang dieses Jahres offiziell auf dem Markt eingeführt. Es eröffnet völlig neue Möglichkeiten beim Fügen von Profilen und eignet sich für eine Vielzahl von Werkstoffen, auch für Mischbauweisen. Das Bolzensetzen wird an der einen oder anderen Stelle den Karosseriebau verändern, ich sehe aber die ersten Anwendungen eher in der allgemeinen Industrie.

MM: Welche Anforderungen stellen Ihre Kunden heute an die Verbindungstechnik?

Meschut: Die Hauptanforderung ist das Reduzieren der Fertigungszeit. Deshalb ist Böllhoff auch kein reiner Lieferant von Verbindungselementen, sondern als Lösungsanbieter aufgestellt. Dazu gehört das Equipment zur Automatisierung des Fügeprozesses genauso wie die Entwicklungskompetenz.

MM: Welche Entwicklungen gibt es derzeit im Karosserie-Rohbau?

Meschut: Der Trend geht eindeutig in Richtung Mischbauweisen, vor allem aus Aluminium und Stahl. Hier ist der Audi TT derzeit der Benchmark. Außerdem wollen die Automobilhersteller eine flexible Fertigung der Karosserien, also mehrere Modelle auf einer Linie produzieren.

Das erfordert bei dann unterschiedlichen Werkstoffen auch flexible Verbindungstechniken und eröffnet neue Chancen für mechanische Fügeverfahren. Denn gerade beim Materialmix stößt das Schweißen an seine technischen Grenzen.

MM: Ist die Automobilindustrie für Böllhoff die wichtigste Abnehmerbranche?

Meschut: Wir haben mit Automotive, der allgemeinen Industrie und Aerospace drei Geschäftsfelder. Der größte Anteil entfällt dabei mit knapp 50% auf den Automobilsektor. Wir werden aber unser Engagement in der Luftfahrt verstärken, auch wenn es noch ein junges Pflänzchen ist.

MM: Welche Chancen rechnen Sie sich in der Luftfahrtindustrie aus?

Meschut: Wir unternehmen große Anstrengungen, um dort den Werkstofftrend CFK mit entsprechenden Produkten zu bedienen. Unser Vorteil dabei ist, dass wir die Erfahrung mit Systemlösungen aus der Automobilindustrie mitbringen und die Automatisierungskompetenz in der Montage haben. Die ersten Reaktionen aus der Luftfahrtbranche sind sehr positiv.

MM: Welche Fügeverfahren haben nach Ihrer Meinung das größte Potenzial?

Meschut: Alle Verbindungstechniken haben ihre Berechtigung. Ich erwarte aber, dass die Klebetechnik an Bedeutung zunehmen wird. Das Kleben erhöht Komfort und Torsionssteifigkeit und verbessert die Dämpfungseigenschaften. Allerdings kommt beim Kleben fast immer noch eine zweite Fügetechnik „als Hosenträger“ zum Einsatz. So gibt es Kombinationen mit dem Stanznieten, Clinchen oder Schweißen.

MM: Müsste bei diesen Erwartungen nicht ein Engagement von Böllhoff in der Klebetechnik die logische Folge sein?

Meschut: Kleben ist eine andere Welt mit ganz anderen Anforderungen. Deshalb wird Böllhoff auch kein Klebstoffhersteller werden. Aber weil Kleben – für uns vor allem als Hybridverfahren – eine Zukunftstechnik ist, müssen wir bei Böllhoff mit Mischverbindungen umgehen können.

Ein Beispiel dafür aus unserem Hause ist unsere Onsert-Technologie, bei der Gewinde- oder Funktionsbolzen aufgeklebt werden. Unser Klebstoffpartner ist dabei die Firma Delo.

MM: Welche Herausforderungen stellen neue Werkstoffe an die Verbindungstechnik?

Meschut: Es kommt fast jeden Tag ein neuer Werkstoff auf den Markt. Hochfeste Stähle mit Festigkeiten von 1600 MPa und höher sind schon eine Herausforderung für uns. Gerade deshalb ist auch das Rivtac-Verfahren so interessant. Materialien bis 1000 MPa Festigkeit können wir mit dem Halbhohlstanzniet bereits heute prozesssicher fügen.

Aber auch die Eigenschaften und Fertigungsverfahren für faserverstärkte Kunststoffe und Leichtmetalle wie Aluminium und Titan entwickeln sich rasant weiter, so dass insbesondere das Fügen dieser unterschiedlichen Werkstoffe zu leichtbauoptimierten Strukturen eine aktuelle Herausforderung darstellt.

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