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Werkstoffverbunde 4.0 - Chancen und Anwendungen

Groche, Peter and Al-Baradoni, Nassr (2019):
Werkstoffverbunde 4.0 - Chancen und Anwendungen.
In: Wirtschaft und Wissenschaft im Dialog : Metallurgie-Kolloquium Clausthal, TU Clausthal, Germany, 26. - 27. September, [Online-Edition: https://www.imet.tu-clausthal.de/metallurgie-kolloquium-2019...],
[Conference or Workshop Item]

Abstract

Den ständig steigenden gesellschaftlichen Anforderungen nach schonendem Umgang mit Ressourcen wird konstruktiv häufig durch Leichtbau in verschiedenen Varianten von Werkstoffverbunden begegnet. Ein wesentlicher Aspekt ist hierbei die beanspruchungsgerechte Gestaltung von Bauteilen, welche die Erhöhung der gewichtsspezifischen Kennwerte eines Bauteils zum Ziel hat. Hierbei wird der Werkstoff dort angeordnet, wo er einen signifikanten Beitrag zur Steifigkeit und/oder Festigkeit des Bauteils liefert. Moderne Verbund-Halbzeuge tragen diesem Ansatz auf der Werkstoff-Ebene Rechnung. Beispielsweise ermöglicht die Kombination von steifen, metallischen Deckblechen mit leichten Kernwerkstoffen wie Kunststoffen zu Sandwichblechen bei überwiegend biegebeanspruchten Bauteilen gegenüber konventionellen Blechen eine deutliche Gewichtsreduktion bei gleichbleibender Steifigkeit. Aus gesellschaftlicher Sicht steigt die Bedeutung für smarte Produkte. Die Funktionalität traditioneller mechanischer Produkte wird im Zuge fortschreitender Digitalisierung unter dem Stichwort „Industrie 4.0“ oder „Internet der Dinge (IoT)“ durch Implementierung von Elektronik stark erweitert. Durch die deutliche Zunahme an Elektronik und Elektromechanik in klassischen mechanischen Produkten ergeben sich neue Anforderungen wie z.B. das Vorsehen von Wegen zur Signal- und Energieübertragung oder das Schützen sensibler Elektronik. Aus fertigungstechnischer Sicht stellt sich die Frage, welche Fertigungsrouten für die smarten Produkte besonders vorteilhaft sind. Neben einer sequentiellen Herstellung von mechanischen und elektronischen Komponenten und deren separate Verbindung bieten sich auch stärker integrierte Prozesse an. Die Umformtechnik kann hierbei eine große Rolle zur Massenproduktion multifunktionaler Strukturen leisten. Hier ist beispielhaft aus der Forschung am PtU die umformtechnische Herstellung multifunktionaler Profile mit integrierten Leiterbahnen und Sensorik oder smarten Tragstruktur wie sensorischen Schrauben oder Wellen zu nennen.

Item Type: Conference or Workshop Item
Erschienen: 2019
Creators: Groche, Peter and Al-Baradoni, Nassr
Title: Werkstoffverbunde 4.0 - Chancen und Anwendungen
Language: German
Abstract:

Den ständig steigenden gesellschaftlichen Anforderungen nach schonendem Umgang mit Ressourcen wird konstruktiv häufig durch Leichtbau in verschiedenen Varianten von Werkstoffverbunden begegnet. Ein wesentlicher Aspekt ist hierbei die beanspruchungsgerechte Gestaltung von Bauteilen, welche die Erhöhung der gewichtsspezifischen Kennwerte eines Bauteils zum Ziel hat. Hierbei wird der Werkstoff dort angeordnet, wo er einen signifikanten Beitrag zur Steifigkeit und/oder Festigkeit des Bauteils liefert. Moderne Verbund-Halbzeuge tragen diesem Ansatz auf der Werkstoff-Ebene Rechnung. Beispielsweise ermöglicht die Kombination von steifen, metallischen Deckblechen mit leichten Kernwerkstoffen wie Kunststoffen zu Sandwichblechen bei überwiegend biegebeanspruchten Bauteilen gegenüber konventionellen Blechen eine deutliche Gewichtsreduktion bei gleichbleibender Steifigkeit. Aus gesellschaftlicher Sicht steigt die Bedeutung für smarte Produkte. Die Funktionalität traditioneller mechanischer Produkte wird im Zuge fortschreitender Digitalisierung unter dem Stichwort „Industrie 4.0“ oder „Internet der Dinge (IoT)“ durch Implementierung von Elektronik stark erweitert. Durch die deutliche Zunahme an Elektronik und Elektromechanik in klassischen mechanischen Produkten ergeben sich neue Anforderungen wie z.B. das Vorsehen von Wegen zur Signal- und Energieübertragung oder das Schützen sensibler Elektronik. Aus fertigungstechnischer Sicht stellt sich die Frage, welche Fertigungsrouten für die smarten Produkte besonders vorteilhaft sind. Neben einer sequentiellen Herstellung von mechanischen und elektronischen Komponenten und deren separate Verbindung bieten sich auch stärker integrierte Prozesse an. Die Umformtechnik kann hierbei eine große Rolle zur Massenproduktion multifunktionaler Strukturen leisten. Hier ist beispielhaft aus der Forschung am PtU die umformtechnische Herstellung multifunktionaler Profile mit integrierten Leiterbahnen und Sensorik oder smarten Tragstruktur wie sensorischen Schrauben oder Wellen zu nennen.

Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering
16 Department of Mechanical Engineering > Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Event Title: Wirtschaft und Wissenschaft im Dialog : Metallurgie-Kolloquium Clausthal
Event Location: TU Clausthal, Germany
Event Dates: 26. - 27. September
Date Deposited: 28 Nov 2019 07:15
Official URL: https://www.imet.tu-clausthal.de/metallurgie-kolloquium-2019...
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