Qualifizierung von großseriengeeigneten Fügeverfahren für Metallbauteile hergestellt durch das Laserstrahlschmelzen (LBM) am Beispiel der Automobilindustrie

Die additiven Fertigungsverfahren, insbesondere das Laser Beam Melting (LBM), entwickeln sich zunehmend in Richtung des industriellen Einsatzes. Heute können noch nicht alle Bauteile mittels der additiven Verfahren in einem Stück hergestellt werden, da die Verfahren in Bezug auf die Bauteilgröße und den Materialmix begrenzt sind. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Fügen und der Qualität der Fügeverbindung von additiv hergestellten Bauteilen mit konventionellen Materialien für die Automobilfertigung und liefert dadurch einen Beitrag zur Integration dieser neuen Fertigungstechnologien in das Großserienumfeld. Es wird gezeigt anhand der beim LBM häufig verwendeten Materialien AlSi10Mg, 1.4404 und 1.2709, wie die Fügetechnologien Remote-Laserstrahlschweißen, Widerstandspunktschweißen, Halbhohlstanznieten, Hochgeschwindigkeitsbolzenfügen und Kleben neu parametrisiert werden müssen, um die additiven Materialien seriengerecht fügen zu können. Darüber hinaus liefert diese Arbeit Informationen über Fügespezifika, die beim Einsatz von additiven Materialien im Vergleich zu konventionell hergestellten Materialien zu beachten sind. Die dabei eingesetzten konventionellen Materialien sind Al5-STD, Al6-STD, AlSi10Mg Guss, HC340LA und 22MnB5. Die Arbeit zeigt, dass alle untersuchten additiv hergestellten Materialien mit neuen Fügeparametern nach den Qualitätsstandards der Automobilindustrie gefügt werden können. Die hohe Oberflächenrauheit der additiven Materialien kann jedoch, je nach Fügeverfahren, Vor- und Nachteile auf die Fügequalität und die Kraftübertragung haben. Beim Fügeprozess sollte auch beachtet werden, welches Material oben oder unten liegt, da es hier im Vergleich zu konventionellen Materialien zu Einschränkungen kommen kann.