Projekte

 

Auslegung lasergeschweißter Powertrain-Komponenten

Bauteile für den Antriebsstrang werden immer häufiger mittels Laserstrahlschweißen gefügt. Um eine ausreichende Schweißbarkeit sicherzustellen und die Bauteilqualität zu garantieren, sind in den meisten Fällen konstruktive Modifikationen zu realisieren. Belastungsanalysen liefern darüber hinaus wertvolle Eingangsdaten für die Bauteildimensionierung. In unseren FEM-Berechnungen bilden wir die relevanten Fertigungsschritte (z.B. Aufpressen, Laserstrahlschweißen) ab und berücksichtigen spezifischen Materialeigenschaften in der Schweißzone.
 

Laserverfestigte Karosseriestrukturen

Leichtbaustrukturen für crashbelastete Karosseriebauteile können vorteilhaft mittels Laserverfestigung geschaffen werden. Dabei wird das Bauteil aus kostengünstigem niedrigfestem Stahl hergestellt. In hochbelasteten Bereichen wird über eine lokale Laserbehandlung ein erhöhtes Festigkeitsniveau eingestellt. Über FEM-Crashsimulationen werden diese Laserverfestigungsstrukturen belastungsgerecht ausgelegt und das Bauteilverhalten optimiert.
 

Lasergefügte Tailored Blanks in Stahl-Aluminium-Mischbauweise

Die aktuellen Zielstellungen zur Gewichtsreduzierung im Automobilbau erfordern zunehmend einen belastungsgerechten Werkstoffeinsatz in Leichtbaukonstruktionen. Daraus resultiert die Notwendigkeit der Herstellung beanspruchbarer metallischer Mischverbindungen. Wir entwickeln eine Reihe von Fügeverfahren mit angepasster Prozessführung, wie Laserstrahlfügen, Magnetpulsschweißen, Rührreibschweißen oder Kleben, zur Sicherstellung ausreichender Verbindungseigenschaften. Unsere FEM-Berechnungen berücksichtigen dabei die spezifischen Materialkennwerte der Mischverbindungen bei der Bauteilauslegung.
 

Lasergefügte Leichtbauprofile in Integral-Mischbauweise

Ein belastungsangepasster Werkstoffeinsatz wird in komplexen Blechbauteilen für Karosserieanwendungen immer wichtiger. Daraus ergibt sich unter anderem die Forderung nach der Herstellung hoch belastbarer metallischer Mischverbindungen für Profilbauteile. Am IWS werden dafür spezielle Konstruktionskonzepte, beispielsweise die Multimaterial-Steg-Schlitz-Bauweise, erarbeitet und die geeigneten Fügeverfahren entwickelt. Mithilfe strukturmechanischer FEM-Berechnungen wird dabei, unter Berücksichtigung der lokalen Werkstoffeigenschaften und der wirkenden Fügemechanismen, das Fügestellendesign angepasst und die Crashbelastbarkeit der Bauteile optimiert.
 

Belastungs- und lasergerechte Gestaltung eines Crashbauteils für den Schienenfahrzeugbau

Schienenfahrzeugkomponenten sind häufig sehr schweißintensive Baugruppen. Hier können die Vorteile des Laserstrahlschweißens, wie hohe Energiedichte und hohe Präzision, besonders vorteilhaft genutzt werden. Grundlage ist eine belastungs- und laserschweißgerechte Bauteilauslegung. Mit Hilfe der FEM-Berechnungen werden Bauteileigenschaften optimiert und die Schweißbarkeit sichergestellt.