Projekttitel:
Erforschung von elektrolytischen Beschichtungssystemen für Verbindungselemente aus höchstfesten Werkstoffen (ELOBEV)
Laufzeit:
01.01.2017 - 31.12.2019
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Kurzbeschreibung:
Höchstfeste Verbindungselemente für den automobilen Leichtbau
Die steigenden Ansprüche der Gesellschaft hinsichtlich Mobilität und Ökologie führen in der Automobilindustrie zu Mischbauweisen mit Leichtmetallen und höchstfesten Werkstoffen. Dabei stoßen etablierte Fügeverfahren zunehmend an ihre Grenzen.
Hier setzt das Projekt ELOBEV an. Ziel des Vorhabens ist die Ausweitung der Einsatzgrenzen von hochbelasteten mechanischen Hilfsfügeelementen durch die Anwendung systematisch erforschter elektrolytischer Beschichtungssysteme und -prozesse. Durch die Vermeidung des Wasserstoffeintrags soll eine Spannungsrisskorrosion ausgeschlossen werden. Belastungen wie beispielsweise durch Temperaturprofile, Spannungen und Verformungen müssen dabei berücksichtigt werden. Ziel sind elektrolytisch beschichtete, höchstfeste Hilfsfügeteile, die rissfreie, hochbelastete Verbindungen über die gesamte Fertigungsprozesskette (Fügen, „Kathoden-Tauchlackierung“) und Lebensdauer (Korrosion, Last) ermöglichen. Um dies zu erreichen, sollen einerseits unterschiedliche Beschichtungsarten erforscht werden (beispielsweise Aluminium oder Zink/Nickel). Zum anderen werden verschiedene Applikationsprozesse betrachtet, wie die Schichtabscheidung aus wässrigen bzw. nicht-wässrigen Elektrolyten und die elektrolytische Abscheidung aus der Gasphase.
Als Fügeverfahren steht zunächst das „Halbhohlstanznieten“ im Vordergrund. Zum Fügen hochfester Werkstoffe werden die sogenannten kaltgeschlagenen Niete derzeit sehr hart vergütet. Sie müssen formstabil beim Durchstanzen sowie duktil (umformbar) für den Spreizprozess sein und unterliegen nach dem Fügen hohen Eigenspannungen und einer komplexen thermischen, mechanischen und medialen Belastung.
Bei Erfolg wird ein weiterer Schritt in Richtung von neuen automobilen Multimaterialbauweisen ermöglicht. Langfristig besteht die Chance, für jedes Bauteil im Fahrzeug den idealen Werkstoff zu verwenden. Durch diese Art von konsequentem Leichtbau können schlussendlich der Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen gesenkt werden.
Beteiligte Forschungsstellen und deren Aufgaben:
Audi AG, Neckarsulm (Verbundkoordinator)
Aufgabe:
Verhalten der modifizierten Fügeelemente und Analyse und Absicherung der Verbindungseigenschaften
Kontakt:
Dr. Martin Bangel
Audi AG
NSU-Straße 1
74172 Neckarsulm
Tel: +49 7132 31 73508
E-Mail: martin.bangel@audi.de
Volkswagen Konzernforschung, Wolfsburg
Aufgabe:
Ursachen des Versagens; Erforschung von Methoden zum zerstörungsfreien Nachweis von Rissen
Kontakt:
AHC Oberflächentechnik GmbH, Kerpen
Aufgabe:
mechanisch-chemische Vorbehandlung als Haftgrundlage
Kontakt:
Fraunhofer FEP, Dresden
Aufgabe:
Korrosionsschutzbeschichtung mit geringer thermischer Substratbelastung
Kontakt:
Universität Magdeburg
Aufgabe:
Erforschung der Rissmechanismen
Kontakt:
Prof. Dr. Sven Jüttner
Tel: +49 391 67-58741
E-Mail: sven.juettner@ovgu.de
Universität Paderborn
Aufgabe:
Simulation des Setzprozesses und der Verbindungsbeanspruchung sowie Analyse der auftretenden Spannungszustände
Kontakt:
Prof. Dr. Gerson Meschut
Tel: +49 5251 60-3031
E-Mail: gerson.meschut@lwf.upb.de
