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Leichtbau-Gipfel 2020 Neue Verbindungstechniken für Leichtbau-Verbundwerkstoffe

Autor: Sven Prawitz

Verbundwerkstoffe werden in der Industrie beliebter. Wie diese Materialien sicher mit weiteren Werkstoffen verbunden werden können, zeigte KVT-Fastening auf dem Leichtbau-Gipfel in Würzburg.

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Krystian Jakubiuk, Manager für Gewindeeinsätze & Multi Material Welding bei KVT-Fastening, zeigte auf dem Leichtbau-Gipfel in Würzburg die Evolution der Verbindungstechnik und aktuelle Leichtbau-Verbindungselemente.
Krystian Jakubiuk, Manager für Gewindeeinsätze & Multi Material Welding bei KVT-Fastening, zeigte auf dem Leichtbau-Gipfel in Würzburg die Evolution der Verbindungstechnik und aktuelle Leichtbau-Verbindungselemente.
(Bild: Stefan Bausewein)

„Composites und vor allem Bio-Composites werden für die Industrie immer wichtiger“, sagt Krystian Jakubiuk auf dem Leichtbau-Gipfel 2020 in Würzburg. Doch Verbundwerkstoffe sind nicht immer leicht zu verbinden. „Künftig eingesetzte Verbundwerkstoffe müssen ohne Standardverbindungstechnik – wie Kleben oder Schrauben – auskommen“, ist sich der Experte für Gewindeeinsätze und Multimaterial-Welding bei KVT-Fastening sicher.

Hier geht es zur Aufzeichnung des Vortrags:

„Ingenieure haben eine riesige Auswahl an Materialien – es gibt alleine über 500 verschiedene Aluminiumwerkstoffe“ und Jakubiuk ergänzt: „Die Frage bleibt immer: Wie kann ich zwei Komponenten verbinden, ohne deren Eigenschaften zu beeinflussen?“ Sollen Schrauben zum Einsatz kommen, bietet KVT zum Beispiel selbstschneidende Gewindeeinsätze an.

Ein neuer Einsatz ist aus Titan soll eine stabile und sichere Verbindung gewährleisten. Laut Jakubiuk sind die Titan-Einsätze sowohl für den Gebrauch mit manuellen, als auch mit automatisierten Werkzeugen ausgelegt. Titan korrodiert zudem nicht. Die genormten Einsätze eignen sich für sämtliche verfügbare Schrauben, so Jakubiuk.

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Ultraschall-Schmelzen statt Nieten

Mit „Multi Material Welding“ stellte KVT einen Prozess vor, der demnächst in der Automobilindustrie in Serie geht. Das Verfahren eignet sich, um zum Beispiel einen Pin aus thermoplastischen Kunststoff mit einer Honeycomb- oder Sandwich-Struktur zu verbinden. Während die Spitze des Pins in die Struktur gedrückt wird, sorgt eine Anregung des Pins mit Ultraschall dafür, dass der Kunststoff schmilzt.

Die Schmelze fließt in die poröse Struktur und nachdem der Kunststoff erstarrt ist, ergibt sich eine feste Verbindung. Das Verfahren eignet sich laut Jakubiuk für alle Polymere und neben den genannten Verbundwerkstoffen auch für die sogenannten injection moulding bio-based composites.

Einsatzgebiete können zum Beispiel die Befestigung von Scharnieren an Hutablagen sein. Dort könne das Multimaterial-Welding die Niettechnik ersetzen. „Unser Prozess kann in der Automobilindustrie die Niettechnik überall dort ersetzen, wo weiche Werkstoffe mit anderen Komponenten verbunden werden sollen.“

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 Sven Prawitz

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Technikjournalist