Labor Werkstoff- und Fügetechnik - LFW Hochschule Esslingen

Forschungsprojekt: Aktive Thermografie zur Inlinedetektion von Oberflächennahen Fehlern
Das Ziel der 0-Fehler Herstellung von Halbzeugen hat in den vergangenen Jahrzehnten große Fortschritte gemacht. Bei der Inlinedetektion von Oberflächennahen Fehlern gibt es jedoch noch Defizite. Die im Labor erzielten Ergebnisse konnten bisher nicht in die Produktion überführt werden. Diese ist allerdings die Grundlage für die Prozesssteuerung und im Weiteren der Vermeidung von Oberflächennahen Fehlern. Daher wird an der Hochschule Esslingen, deren Kernkompetenz in der angewandten Forschung liegt, an Lösungen geforscht. Der Fokus liegt auf der Anwendbarkeit in der Produktion.

Forschungsprojekt: Einfluss der Kantenbearbeitung auf das Schwingfestigkeitsverhalten von hochfestem Stahlfeinblech
Experimentelle Ermittlung des Einflusses des Kantenzustands auf das Festigkeitsverhalten unter schwingender Belastung von Stahlfeinblechen in Abhängigkeit der Kantenbearbeitung, des Werkstoffs, der Beanspruchungsart und des Spannungsgradienten. Die Kantenherstellung erfolgt durch Fräsen bzw. Fräsen und Polieren, Laserstrahlschneiden und Scherschneiden mit verschiedenen Prozessparametern. Zur Ermittlung des Werkstoffeinflusses werden Versuche an den höchstfesten Stahlgüten DP1000 und CP1000 durchgeführt. Zur Übertragbarkeit werden ergänzend Versuche unter mittelspannungsbehafteter Beanspruchung durchgeführt.
Für den höchstfesten preßgehärteten Stahl 22MnB5 soll die Prozessreihenfolge beim Laserschneiden hinsichtlich des Einflusses auf das Schwingfestigkeitsverhalten optimiert werden.

Forschungsprojekt: Neue in-situ polymerisierbare Einkomponenten-Matrixsysteme zur Steigerung der Produktivität im hybriden Leichtbau ("FAST-Matrix")
Verbundwerkstoffe mit thermoplastischer Matrix besitzen hohe Zähigkeiten und zeigen in Kombination mit textilen Verstärkungen ein gutes Crashverhalten. Untersucht werden sollen neu entwickelte Einkomponenten-Matrixsysteme aus in-situ polymerisierbaren Vorstufen. Diese Polymervorstufen haben den Vorteil, dass sie mit sehr niedriger Viskosität in das Fasermaterial (Carbonfasern) eingebracht werden können (z.B. über RTM-Verfahren) und dann in sehr kurzer Zeit thermisch induziert zum thermoplastischen Matrixpolymer (z.B. Polyamid 6) aushärten. Dies eröffnet neue Möglichkeiten zur Prozess- und Kostenoptimierung, vor allem im Bereich hybrider Leichtbau. Im Projekt sollen CFK-Modellkörper mit den neuen Matrixpolymeren hergestellt und auf ihre mechanischen Eigenschaften geprüft werden.

Forschungsprojekt: RTM CAE/CAx-Aufbau einer durchgängigen CAE/CAx-Kette für das RTM-Verfahren vor dem Hintergrund der Herstellung von Hochleistungsverbundwerkstoffen
Hochleistungsverbundwerkstoffe bekommen vor dem Hintergrund des Leichtbaus eine zunehmende Bedeutung als Leichtbauwerkstoffe. Übergeordnetes Ziel des Forschungsvorhabens ist die Schaffung einer durchgängigen numerischen Modellierung der kompletten Prozesskette von der Faserherstellung bis hin zum fertigen Bauteil.  Aufgabe der Hochschule Esslingen ist die Ermittlung von Werkstoffkennwerten unter quasistatischer und unter zeitlich veränderlicher Beanspruchung für die Materialmodelle in der Simulationsumgebung sowie die Klärung der Schädigungsmechanismen und des Schädigungsverlaufs.

Forschungsprojekt: Hochgeschwindigkeits-Bolzensetzen (Nageln) in der Elektrotechnik - Untersuchung zum Einfluss der Bauteilsteifigkeit auf den Prozessablauf und die Qualität der Fügeverbindung
Das Hochgeschwindigkeits-Bolzensetzen ist eine neuartige Technologie, die aktuell zum Fügen von Stahl- und Aluminium- Blechen verwendet wird. Hierzu wird ein nagelähnliches Fügeelement beschleunigt und in Bleche eigetrieben. Ziel des BMBF-Verbundprojektes ist es, die möglichen Anwendungen für den Werkstoff Kupfer zu untersuchen. Dabei soll aufgezeigt werden, ob sich bei ausreichend hohen örtlichen Umformgraden neben Pressverbindungen (Form- und Kraftschluss) auch stoffschlüssige Kaltpressschweißverbindungen an Kupferwerkstoffen erwarten lassen.

Experimenteller und rechnerischer Betriebsfestigkeitsnachweis
Mit einem instrumentierten Rennrad (DMS an Gabel, Lenker, Sattel) werden mehrere Messfahrten durchgeführt. Dabei werden die Belastungen während dem Betrieb des Fahrrades aufgezeichnet und später mit einer Messsoftware analysiert.

Computational Life Time Assessment
Using the software “winLIFE” and the theories of “Nominal Stress Concept” and “Local Strain Concept” the life time of a steering link subjected to a dynamic load will be assessed. Different geometries of the link, as well as, different loading spectrums will be considered and optimized.

Component flow curve
We will produce the experimental flow curves of specimens with different geometries, and the relevant theories will be put to the test

Fertigungstechnik
Vermittlung von werkstoff- und verfahrenstechnischen Grundlagen

Fügetechnik
Fügen von metallischen Bauteilen

Gefügeumwandlung beim Lichtbogenschweißen
Auswirkungen auf das Bauteil auf und geeignete Verfahrensparameter zur Verbesserung der Qualität der Fügeverbindung

Zerstörungsfreie Prüfung ZfP
Verfahren der Durchstrahlungsprüfung, Verfahren der Magnetflussprüfung und Verfahren der Sichtprüfung