In-situ Hybridisierung von Faser-Metall Laminaten

Diese Arbeit hat die Entwicklung eines neuen und innovativen Prozesses zur Herstellung von Faser-Metall Laminaten zum Thema. Mittels der hier beschriebenen In-situ Hybridisierung wird die Formgebung durch Tiefziehen mit der Infiltrierung des Fasergewebes durch die Matrix kombiniert. So können Bauteile ohne Werkzeugwechsel in einem Produktionsschritt hergestellt werden. Für die Entwicklung der In-situ Hybridisierung ist eine genaue Kenntnis des Deformationsverhaltens des Gewebes wie auch die Interaktion zwischen Gewebe und Deckblechen notwendig. Der Einfluss der Fasern auf das Deformationsverhalten der metallischen Bleche wird mittels experimenteller und numerischer Verfahren untersucht. Bei hohem transversalem Druck führt die Reibung zwischen Fasern und Metall zu einer Absenkung der Umformbarkeit der Metallbleche. Die Bedingungen für auftretende Relativverschiebungen zwischen den einzelnen Schichten wurden untersucht und bestimmt. Hierbei stellt sich heraus, dass die Relativverschiebungen aufgrund der Werkzeuggeometrien eher gering sind. Dem gegenüber sind Reibungskräfte aufgrund direkten Kontaktes zwischen Fasern und Blech zu vermeiden.Ein Demonstratorwerkzeug wurde entwickelt und aufgebaut, um die Eignung der In-situ Hybridisierung zur Herstellung dreidimensionaler Bauteile aufzuzeigen. Verschiedene Prozessparameter wurden in Versuchsreihen untersucht, um die Bedingungen eines stabilen Herstellungsprozesses zu definieren. Die In-situ Hybridisierung stellt eine Möglichkeit dar, um Leichtbauprodukte für einen breiteren Anwendungsbereich herzustellen.