SOfIA

Schalenbauteil aus dem Projekt Sofia. Abmaße ca. 400x400mm. © Foto: ZIM-Kooperationsprojekt SOfIA

Schweißbare Organobleche für die Integration in Automobilkarosserien

Mit dem Kooperationsprojekt „SOfiA“ setzen sich die Unternehmen FormTech GmbH, Reiner Seefried GmbH und AKON-CAD Service & Robotics sowie das Faserinstitut Bremen (FIBRE) und das Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien (IWT) zum Ziel, eine neue Technologie zum Fügen von Organoblechen mit metallischen Blechbauteilen zu entwickeln. Das Projekt wird über zwei Jahre aus Mitteln des Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gefördert und hat ein Fördervolumen von rund 1,5 Mio. Euro. Ein entsprechender Antrag wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Juni 2015 bewilligt.

Aufgrund des geringen Gewichts bei gleichzeitig hoher Festigkeit weisen Strukturbauteile aus endlosfaserverstärkten Kunststoffen (FKV) ein hohes Leichtbaupotential auf. Für Serienanwendungen wie im Kraftfahrzeugbau rücken dabei zunehmend Thermoplaste als Matrixmaterial in den Vordergrund, da mittlerweile wirtschaftliche und an die schnellen Taktzeiten im Automobilbau angepasste Verarbeitungs- und Umformtechnologien existieren. Alle Automobilhersteller zeigen in Konzeptfahrzeugen aktuell die Strategie, einzelne metallische Bauteile oder Baugruppen in Fahrzeugkarosserien an den Stellen, an denen der größte Kosten- und Leichtbaunutzen zu erwarten ist, durch FKV-Bauteile zu substituieren. Der Vorteil einer solchen Hybridbauweise besteht darin, jeweils das Material mit den geforderten Eigenschaften am richtigen Ort kostengerecht einsetzen zu können. 

Ein entscheidendes Hemmnis für den Durchbruch der Hybridbauweise in Automobil-Karosserien ist das Fehlen von leistungsfähigen und serientauglichen Fügeverfahren zwischen Faserverbund- und Metall-Karosserieblechen. Fügetechniken werden als „Schlüssel für die Ermöglichung zukünftiger Mischbauweisen“ bezeichnet.Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer neuen Technologie zum Fügen von Organoblechen mit metallischen Blechbauteilen. Dazu sollen die Organobleche während des Umformprozesses zur Herstellung der Bauteilgeometrie („Thermoformen“) direkt und automatisiert mit solchen Elementen („Schweißpatches“) bestückt werden, dass die Organoblech-Bauteile im Anschluss mittels klassischen Punktschweißverfahren an metallische Bauteile angeschweißt werden können. 

Damit die Ausrüstung der Organobleche mit den Schweißpatches schnell, automatisiert und gut reproduzierbar erfolgt, sind im Rahmen des Projektes entsprechende Handhabungssysteme zu entwickeln. Weiterhin müssen Thermoformwerkzeuge umfänglich weiterentwickelt werden, um Positionierungs- und Fixierungsmechanismen für Schweißpatches zu integrieren und lokale Temperaturführungen am Ort der Schweißpatches zu ermöglichen, damit die Schweißpatches beim Thermoformprozess mit dem Organoblechbauteil stofflich gefügt und konsolidiert werden.

Projektpartner

Förderung