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DER KONSTRUKTEUR 10/2019

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WERKSTOFF- &

WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK PRODUKTE UND ANWENDUNGEN ES GEHT AUCH MIT ZUSATZELEMENT Tox Pressotechnik hat nicht nur das Clinchen perfektioniert, sondern parallel auch Verbindungstechniken unter Verwendung von Zusatzelementen wie ClinchNiet, Vollstanzniet VSN und Halbhohlstanzniet HSN. Der ClinchNiet ist besonders vorteilhaft beim Fügen von Dünnblechen und lässt sich auch bei kleinsten Fügeflanschabmessungen verwenden. Die Verbindung ist gas- und flüssigkeitsdicht und bietet, durch Verfüllung der Kavität, Vorteile hinsichtlich Lackierung und Korrosionsverhalten. Der Vollstanzniet (VSN) ist universell nutzbar zum Fügen höchstfester sowie stempelseitig nicht umformbarer Werkstücke und zum mehrlagigen Fügen. Von Vorteil ist, dass für verschiedene Materialdicken-Kombinationen lediglich eine Nietlänge verwendet werden kann bzw. sich durch Verwendung geeigneter Nietlängen eine beidseitig gute Flächenebenheit ergibt. Der Halbhohlstanzniet (HSN) bietet die größten Einsatzmöglichkeiten, ist ideal zum Fügen höchstfester Werkstoffe, sorgt für höchste Verbindungsfestigkeiten und ist matrizenseitig gas- und flüssigkeitsdicht. ben die Bedingungen für eine optimale, langzeitstabile Leitfähigkeit im Clinch- Punkt definiert. Ein Geheimnis der guten Leitfähigkeit des eClinch-Punkts, einer auf Leitfähigkeit optimierten Version des Clinch-Punkts, zeigt eine genaue Betrachtung der Fügezone. Während des Zieh- Press-Vorgangs kommt es neben dem Form- und Kraftschluss teilweise auch zu einem Stoffschluss in Form von sogenannten metallischen Mikrokontakten. „Die gefügten Bleche fließen quasi ineinander, was eine optimal leitfähige Struktur ergibt“, verdeutlicht Dr. Pfeiffer. Allerdings ist es nicht trivial, eine auf Dauer leitfähige Verbindung herzustellen. „Die Leitfähigkeit wird deutlich reduziert durch Korrosion oder Relaxation, also ein Lösen durch Kriechen oder unter mechanischer oder thermischer Einwirkung“, berichtet Dr. Pfeiffer. Bei vielen Aspekten ist das Clinchen im Vergleich zu anderen Verbindungsarten wie Kleben, Schweißen, Löten oder Schrauben klar im Vorteil. Es benötigt keine Zusatzwerkstoffe, schneidet nicht in die Oberfläche und erhält so eine schützende Beschichtung, die bei der Verformung mitfließt. Es kann Aluminium mit Kupfer verbinden, eine Materialkombination, die oft in Batteriemodulen eingesetzt wird, ohne eine isolierende intermetallische Phase zu erzeugen. Die Kaltumformtechnik ist auch zum Fügen empfindlicher Batteriezellen ohne Wärmeeinbringung geeignet. Zudem verdoppelt das von Tox entwickelte Verfahren nahezu die wirksame Verbindungsfläche, was die Leitfähigkeit des Rund-Punkts zu anderen Fügeverfahren deutlich erhöht. „Um diese Vorteile voll und ganz nutzen zu können, müssen einige konstruktive Regeln beachtet werden“, betont Dr. Pfeiffer. Damit ein einwirkendes Drehmoment auf die leitende Fügestelle sicher aufgenommen wird, empfiehlt Tox zwei dicht beieinanderliegende eClinch-Punkte zu setzen, bspw. mithilfe des eTwinPoint-Werkzeugs. Nicht ganz so kritisch, aber dennoch gering zu halten, sind die einwirkenden Scherund Kopfzugwerte. Darüber hinaus muss ein bestimmtes X-Maß, welches die Restbodendicke angibt, eingehalten werden. „Entscheidend dabei ist die korrekte Auslegung des eClinch-Werkzeugs. Wir überprüfen dies vor Auslieferung der Anlage in unserem Technikum und dokumentieren das Ergebnis“, erklärt er. Zudem untersuchen die Techniker die eClinch-Punkte in Hinblick auf korrekte Gesamtdicke und Duktilität der Blechwerkstoffe sowie auf Beschaffenheit der Werkzeuge. Um eine dauerhafte 02 Leitfähige Verbindung: 6-mm-ToxeClinchpunkt zur Kontaktierung von Kupfer und Aluminium Überwachung zu ermöglichen, hat Tox Pressotechnik ein System entwickelt, das im laufenden Betrieb die notwendigen Parameter kontrolliert. Die Absicherung vor und während des Prozesses ist sehr wichtig. Lösen sich durch mechanische oder thermische Belastung – die Maximaltemperatur darf nicht über 90 °C steigen – die Mikrokontaktzonen auf, kann es zur Relaxation kommen. Die Summe der Maßnahmen, beginnend bei der korrekten Konstruktion, der Überprüfung der auszuliefernden Werkzeuge bis hin zur Prozessüberwachung in der Fertigung, macht das eClinchen zu einem effizienten und sicheren Fügeverfahren für elektronische Bauteile. „Dank unserer Kompetenz erfüllen wir mit unseren eClinch-Punkten die Anforderungen der Elektroindustrie an langzeitstabile Verbindungen zur Energieübertragung“, ergänzt Dr. Pfeiffer. PROZESSSICHERE LÖSUNGEN ZUM QUALITÄTSFÜGEN Mit dem Know-how und den Erfahrungen aus zigtausend angewandten Tox-Clinchund komplementären mechanischen Tox- Füge-/ Verbindungslösungen gewappnet, erlaubt der Standardbaukasten des Anbieters die termingerechte und wirtschaftliche Realisierung von Sub- und Komplettsystemen. Als eines von wenigen Unternehmen ist Tox Pressotechnik in der Lage, auf der Grundlage von Eigenentwicklungen sowohl Technologien und Verfahren als auch das Prozess-Know-how aus einer Hand zu offerieren. www.tox-pressotechnik.com 62 DER KONSTRUKTEUR 10/2019

WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK VERFEINERTE FERTIGUNGSTECHNIKEN IM FOKUS Um Effektivitätssteigerungen in der Fertigung realisieren zu können, setzt Victrex auf PtFS (Production to Functional Specification), eine Technologie des britischen Unternehmens Surface Generation. Davon sollen die Victrex „Megaprogramme“ sowie OEMs, Zulieferer und Formteilehersteller profitieren. Zum Einsatz kommen patentierte Hardware und eigene Software, um während der Verarbeitung verschiedene Bereiche des Fertigungsteils aktiv steuern zu können. Auf diese Weise sollen der Energieverbrauch, die Einspritzdrücke und die Zykluszeiten reduziert werden können. „Diese Investition in Technologie von Surface Generation bietet Victrex eine Gelegenheit, einzigartige und potenziell bahnbrechende Fertigungstechniken zu verfeinern“, so Jakob Sigurdsson, CEO bei Victrex. „Wir sind davon überzeugt, dass die Vorteile des PtFS-Verfahrens, wichtige Einstellungen der Temperaturniveaus im Werkzeug in Echtzeit vornehmen zu können, unsere Teileprogramme einen wichtigen Schritt voranbringen können.“ www.victrex.com KERAMIKBESCHICHTUNG FÜR ERHÖHTE VERSCHLEISSBESTÄNDIGKEIT Isotec hat eine Keramikbeschichtung für Kunststoffe und Faserverbundwerkstoffe entwickelt. Resultat sind Bauteile, die sich durch geringes Gewicht und Steifigkeit auszeichnen und zudem verschleißbeständig sind. Die Funktionsfläche von Bauteilen aus Kunststoff, wie etwa PEEK oder LCP, beschichtet das Unternehmen mit Keramik. Auf diese Weise werden sie mit einer Außenhaut versehen, die äußeren Negativeinflüssen, wie zum Beispiel Reibung, extremen Temperaturen oder organischen Lösungsmitteln, standhält. Es entstehen hybride Materialien, bei denen die Formbarkeit und das leichte Gewicht von Kunststoffen mit der Härte und Verschleißresistenz von Keramik verbunden sind. „Unterm Strich leistet die neue Keramikbeschichtung von Isotec einen wichtigen Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit. Sie verlängert die Lebensdauer von Kunststoffteilen um ein Vielfaches und senkt damit deutlich die zu entsorgende Menge“, unterstreicht Isotec-Geschäftsführer Saeed Isfahani. www.iso-tec.de NEUE FARBPIGMENTE FÜR INDUSTRIELLE ANSPRÜCHE BASF präsentiert Neuheiten im Bereich der Colors & Effects Pigmente für Kunststoffanwendungen. Drei Paletten von jeweils sieben Farbtönen veröffentlicht das Unternehmen im Rahmen einer Pantone Farbkollektion. “In unserer Entwicklungsarbeit legen wir einen besonderen Fokus darauf, auf neu aufkommende Bedürfnisse der Industrie direkt zu reagieren” sagt Christof Kujat, New Business Development Manager für Kunststoffpigmente. So ermöglicht Lumina Royal Russet neue lebendige, hochchromatische Rottöne, während Lumina Royal Amber für Glitzereffekte bei Bronze-, Orange-, Gold- und Rottönen sorgt. Microlen Piano Black wiederum verspricht das tiefste und beständigste Schwarz für hochwertiges Kunststoffdesign. Mit Sicopal Red K 3050 FK ist eine neue Pigmentchemie erhältlich, die den roten Farbraum erweitert, eine hohe Temperatur- und chemische Beständigkeit aufweist und auch in technischen Kunststoffen nutzbar ist. Zudem eignet sich diese Technologie für den Einsatz in Recyclingmaterialien. www.colors-effects.basf.com SORTENREINER VERBUNDSTOFF FÜR SPRITZGUSSBAUTEILE In Kooperation ist es Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM gelungen, einen recycelbaren, sortenreinen Leichtbau-Verbundstoff für Spritzgussbauteile zu entwickeln. An dem Projekt beteiligt sind neben dem Fraunhofer IWM, MikroTribologie Centrum µTC, das Freiburger Materialforschungszentrum und der Polyolefin-Hersteller LyondellBasell. Im Ergebnis wurde ein tragfähiges, „sortenreines PE-Komposit“ produziert und qualifiziert. Das Besondere daran: Die verstärkenden Faserstrukturen bestehen ebenfalls aus PE und verstärken sich im Spritzguss direkt selbst. Infolge lassen sich mittels Katalysator tragfähige Bauteile aus PE fertigen, ohne ergänzende Füllstoffe nutzen zu müssen. Polyethylen (PE) ist zudem prädestiniert für den Leichtbau, aus nachwachsenden Rohstoffen herstellbar und nahezu rückstandslos recycelbar. In einem Nachfolgeprojekt geht es nun darum, das Material per 3D-Druck verarbeiten zu können. www.ivm.fraunhofer.de Besuchen Sie uns auf YouTube! Magnetsysteme ı Magnetgummi ı Magnetfolie ı Bedruckte Magnete ı Magnethaftflächen Tel +49 9367 / 98977-0 ı Mail info@schallenkammer.de ı Web www.schallenkammer.de Ihr Ideengeber, Entwicklungspartner und Zulieferer für magnetische Lösungen.

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