„SFB/Transregio 285 „Methodenentwicklung zur mechanischen Fügbarkeit in wandlungsfähigen Prozessketten““ – Versionsunterschied
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Sonderforschungsbereich/Transregio 285 "Methodenentwicklung zur mechanischen Fügbarkeit in wandlungsfähigen Prozessketten"
Einleitung
Der Sonderforschungsbereich/Transregio 285 "Methodenentwicklung zur mechanischen Fügbarkeit in wandlungsfähigen Prozessketten" (TRR 285) ist ein interdisziplinärer Forschungsverbund, der seit 2019 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird[1]. Es handelt sich um eine Kooperation zwischen der Universität Paderborn (UPB), der Technischen Universität Dresden (TUD) und der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU).
Im TRR 285 werden wissenschaftliche Methoden zur Verbesserung der Wandlungsfähigkeit im Bereich mechanischer Fügeverbindungen entwickelt. Dadurch soll die Fügbarkeit von Bauteilen in Multi-Material-Systemen auch bei veränderten Randbedingungen gewährleistet werden, was besonders in der Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie im Maschinenbau von Bedeutung ist. Die Forschung konzentriert sich dabei auf Methoden, die es ermöglichen, mechanische Fügeverbindungen effizienter und flexibler zu gestalten, um den Herausforderungen einer zunehmenden Variantenvielfalt und sich ändernder Produktionsbedingungen gerecht zu werden.
Zielsetzung und Leitideen
Konstruktionen aus einzelnen Bauteilen werden in der Produktion zu mehr oder weniger komplexen Strukturen mit zahlreichen Verbindungsstellen gefügt, z. B. im Fahrzeugbau, im Maschinen- und Anlagenbau oder in der Medizin- und Haushaltsgerätetechnik. Um die zunehmende Variantenvielfalt von Produkten durch unterschiedliche Werkstoffe und Bauweisen effizient über eine Prozesskette zu realisieren, ist die Wandlungsfähigkeit der eingesetzten Fügetechnik erforderlich[2]. Eine wandlungsfähige Prozesskette, d. h. die Aneinanderreihung aller Prozesse und Prozessschritte für die Produktentstehung, ermöglicht an dem Halbzeug, der Fügestelle, dem Bauteil oder dem Fügeverfahren zielgerichtete Änderungen, die das ursprünglich geplante Ausmaß übersteigen und dabei die Fügbarkeit weiterhin gewährleisten.
Ziel des TRR 285 ist es, flexible und übertragbare Auslegungsmethoden für mechanisch gefügte Verbindungen zu schaffen, die sich schnell an unterschiedliche Fügerandbedingungen und Störgrößen anpassen können. Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf die Wechselwirkungen zwischen vorausgegangenen Fertigungsschritten und der Belastbarkeit von Fügestellen[3], mit besonderem Augenmerk auf Prozesse und Werkstoffe. Langfristig soll dies zu einer Sicherstellung der mechanischen Fügbarkeit für verschiedenste Anforderungsprofile in wandlungsfähigen Prozessketten führen, ohne dass aufwendige Rüstprozesse oder physische Absicherungsuntersuchungen erforderlich sind.
Wichtige Forschungsbereiche
Um Wandlungsfähigkeit zu erreichen, werden wissenschaftliche Methoden im Wirkungskreis der drei Bereiche Werkstoff (Fügeeignung), Konstruktion (Fügesicherheit) und Fertigung (Fügemöglichkeit) erforscht. Die Vernetzung der Teilprojekte erfolgt über sechs im Verbundprojekt eingerichtete Arbeitskreise.
Projektbereich A: Fügeeignung
Im Projektbereich A steht die Untersuchung der Materialeigenschaften und deren Einfluss auf die Fügbarkeit im Fokus. Die Teilprojekte widmen sich dabei folgenden Schwerpunkten:
- A01 - Methodenentwicklung für die Fügbarkeitsprognose (Prof. Meschut, UPB)
- A02 - Gradierte, mechanisch fügbare Aluminiumgussteile (Prof. Schaper, UPB)
- A03 - Berechnung und Bewertung prozessinduzierter Werkstoffstrukturphänomene in FKV-Metall-Verbindungen (Prof. Gude, TUD)
- A04 - Modellierung der Fügbarkeit als Funktion des Bindemechanismus (Prof. Füssel, Prof. Schmale, TUD)
- A05 - Schädigungsmodellierung für die Simulation mechanischer Fügeprozesse (Prof. Steinmann, Prof. Mergheim, FAU)
Projektbereich B: Fügesicherheit
Projektbereich B widmet sich der Analyse der Belastbarkeit von Fügestellen sowie der Entwicklung von Prognosemodellen in den Teilprojekten:
- B01 - Methodenentwicklung zur Auslegung von Bauteil und Fügestelle (Prof. Brosius, TUD; Prof. Tröster, UPB)
- B02 - Zuverlässigkeit gefügter Verbindungen unter zyklischer Beanspruchung und unter korrosiver Beanspruchung (Prof. Zimmermann, TUD)
- B03 - Korrosionsmodellierung zur Bewertung mechanisch gefügter Bauteile (Prof. Wallmersperger, TUD)
- B04 - Risswachstum in gefügten Strukturen (Dr. Schramm, UPB)
- B05 - Konstruktive Auslegung wandlungsfähiger Fügeverbindungen (Prof. Wartzack, FAU)
Projektbereich C: Fügemöglichkeit
Forschungsgegenstand in Projektbereich C sind neue Fügeverfahren und -technologien, die eine flexible Anpassung an verschiedene Anforderungen ermöglichen. Folgende Teilprojekte sind hier tätig:
- C01 - Hilfsfügeteilfreies Fügen (Prof. Merklein, Prof. Drummer, FAU)
- C02 - Wandlungsfähiges Fügen mit Hilfsfügeteil (Prof. Meschut, UPB; Dr. Lechner, FAU)
- C03 - Fügen mit adaptiven Reibelementen (Prof. Homberg, UPB)
- C04 - Lokale und integrale in situ-Analyse prozess- und betriebsbedingter Schädigungseffekte von Fügeverbindungen (Prof. Brosius, Dr. Kupfer, TUD)
- C05 - Metrologie für Fügeprozesse und -verbindungen (Prof. Hausotte, FAU)
Weblinks
- Webseite des Sonderforschungsbereiches: https://trr285.uni-paderborn.de/
- Youtube-Kanal des TRR 285: https://www.youtube.com/@trr2853/videos
Einzelnachweise
- ↑ DFG - GEPRIS - TRR 285: Methodenentwicklung zur mechanischen Fügbarkeit in wandlungsfähigen Prozessketten. Abgerufen am 10. September 2024.
- ↑ G. Meschut, M. Merklein, A. Brosius, D. Drummer, L. Fratini, U. Füssel, M. Gude, W. Homberg, P. A. F. Martins, M. Bobbert, M. Lechner, R. Kupfer, B. Gröger, D. Han, J. Kalich, F. Kappe, T. Kleffel, D. Köhler, C. -M. Kuball, J. Popp, D. Römisch, J. Troschitz, C. Wischer, S. Wituschek, M. Wolf: Review on mechanical joining by plastic deformation. In: Journal of Advanced Joining Processes. Band 5, 1. Juni 2022, ISSN 2666-3309, S. 100113, doi:10.1016/j.jajp.2022.100113 (elsevier.com [abgerufen am 10. September 2024]).
- ↑ Robert Kupfer, Daniel Köhler, David Römisch, Simon Wituschek, Lars Ewenz, Jan Kalich, Deborah Weiß, Behdad Sadeghian, Matthias Busch, Jan Krüger, Moritz Neuser, Olexandr Grydin, Max Böhnke, Christian-Roman Bielak, Juliane Troschitz: Clinching of Aluminum Materials – Methods for the Continuous Characterization of Process, Microstructure and Properties. In: Journal of Advanced Joining Processes. Band 5, 1. Juni 2022, ISSN 2666-3309, S. 100108, doi:10.1016/j.jajp.2022.100108 (elsevier.com [abgerufen am 10. September 2024]).