Univerzální Technologie Spojování

Spoje trvale utvářejí vlastnosti produktů. Zatímco pračka může být držena pohromadě jen s několika klinčovacími body - jednoduše tvarováním a bez pomocných spojovacích částí, jako jsou šrouby, musí být připojena karoserie automobilu s až 3500 děrovacími nýty. Rozmanitost produktů však roste a touha po lehkých, ale stabilních strukturách klade vysoké nároky na spojovací technologii. Požadovány jsou všestranné procesní řetězce a flexibilní spojovací procesy

To je místo, kde vědci z kolaborativního výzkumného centra „Vývoj metod pro mechanickou proveditelnost ve všestranných řetězcích procesů“na univerzitě v Paderbornu začínají: Jejich cílem je zlepšit podmínky výroby vývojem všestranných spojovacích technologií, které rozbijí předchozí rigidní procesy a umožní flexibilní procesní řetězec. „Dostupnost komponent je často klíčem k efektivním výrobním procesům a stále více se stává strategickým konkurenčním faktorem pro vývoj a umístění výroby v Německu, pokud jde o sériovou výrobu široké škály produktů,“vysvětluje Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut, mluvčí výzkumného centra pro spolupráci a vedoucí laboratoře pro materiály a spojovací technologii (LWF) na University of Paderborn.

Soudržnost a přilnavost

Vysvětlené základy lepení: předpoklad, přilnavost, soudržnost

Omezené možnosti designu

Doposud však byly mechanické procesy spojování pro odpovídající produkt rigidně konfigurovány. „To nejen omezuje svobodu designu při výběru materiálů, ale také možnosti designu značek,“vysvětluje Meschut. Pokud dojde ke změnám ve výrobě - například ke změně tloušťky plechu karoserie - musí být v současné době vyzkoušena všechna přizpůsobení procesů pomocí metod pokusů a omylů. „To může způsobit velmi vysoké náklady a musí být změněno s ohledem na využívání zdrojů a znečištění životního prostředí,“zdůrazňuje vědec.

Konverzní a predikční schopnost mechanických spojovacích procesů

V Centru pro kolaborativní výzkum vědci zkoumají celý řetězec procesů - od materiálu (vhodnost pro spojení) až po konstrukci (spolehlivost spojení) až po výrobu (možnost spojení). Od roku 2019 zkoumají, jak je možné dosáhnout cílených změn ve vývoji produktů ve všestranných řetězcích procesů. Výsledkem je, že je možné provádět přesné revize v jednotlivých krocích procesu, například na polotovaru, spoji, komponentě nebo procesu spojování. Výsledkem je jedinečný spoj s vlastním profilem mechanických vlastností s ohledem na různé typy napětí.

Knižní tip

Pro mnoho aplikací představuje lepicí technologie spolehlivou alternativu k jiným spojovacím procesům: Odborná kniha o lepicí technologii poskytuje návrhářům a uživatelům lepidel pomoc při navrhování, konstrukci a implementaci vazeb.

Celostní předpovědi podél procesního řetězce

Zatím jsme experimentovali se změnami ve výrobním procesu. Počet kombinací materiál-geometrie však roste, a proto metodika není efektivní. Protože: „ Holistická prognóza v celém řetězci procesů je rozhodující pro vlastnosti konečného produktu,“říká Meschut.

Vědci pracují s počítačovými simulacemi a experimentálními testovacími metodami. Zvažují se všechny vlastnosti různých spojů: z jednotlivých materiálů spojovacích dílů (vhodnost spojování), např. Jako hliník, ocel nebo plast, prostřednictvím odpovídajících spojovacích procesů (možnost spojování) s maximální odolností (spolehlivost spojování), např. B. najednou jako při nárazu nebo kývání vozidla jako při jízdě.

Univerzální řešení

Dlouhodobým cílem vědců je vytvořit flexibilní, přenosnou a mezisektorovou metodu návrhu, která přesně předpovídá vlastnosti a požadavky nových úkolů spojování. To by mělo nejen umožnit spolehlivější předpovědi dostupnosti a zlepšit vlastnosti připojení, ale také dosáhnout ekonomických výhod.

Interdisciplinární tým vědců

„Kolem 60 vědců z oblasti materiálových technologií, stavebnictví, mechaniky, měřicí techniky a lehké konstrukce zde spolupracuje, aby proniklo tématem dostupnosti ze všech stran,“říká Meschut. Paderborští vědci spolupracují s vědci z Technické univerzity v Drážďanech a Friedrich Alexander University v Erlangen-Norimberku v mezioborové výzkumné síti, která je rozdělena do 16 dílčích projektů. Německá výzkumná nadace (DFG) financuje Transregio Initiative TRR 285 až 2023 s přibližně 10 miliony EUR.