Hybridguss zur Verbindung von CFK und Aluminium

Im neuen Projekt »HyFKAl« entwickeln die Expertinnen und Experten vom Fraunhofer IFAM und dem Faserinstitut Bremen e.V. ein wirtschaftliches Hybridgussverfahren zum Fügen von CFK und Aluminium. Der erwartbare Nutzen für KMUs ist eine kostengünstige großserientaugliche Fertigung von hybriden CFK-Aluminiumbauteilen.

 

Hybridverbindung bietet Chancen für den Leichtbau – und damit für den Mobilätssektor

Um CO2-Emissionen zu reduzieren, sind Leichtbaustrukturen unerlässlich. Insbesondere Multimaterialbauweisen, beispielsweise aus CFK und Metall, führen durch ihren effizienten Materialeinsatz zu einer Reduzierung des Energiebedarfs und zur Senkung der CO2-Emissionen. Daher profitiert der Mobilitätssektor mit dem Fahrzeugbau und der Luftfahrt im besonderen Maße. Jedoch treten bei den herkömmlichen Fügetechniken Probleme beim Verbinden der Werkstoffkombination auf. Dazu zählen u. a. Kontaktkorrosion, Gewichtssteigerung durch Fügeelemente oder eine Reduzierung der Festigkeit durch Bohrungen.

Beim Hybridgussverfahren wird ein neuartiger Ansatz zum Fügen von CFK und Aluminium verfolgt, bei dem die CFK-Komponente direkt in den urformenden Prozess des Aluminiumdruckgießens eingebracht wird. Ziel des neuen Projekts »HyFKAl« (IGF-Vorhaben-Nr.: 22539 N) ist die Entwicklung eines wirtschaftlichen Hybridgussverfahrens zum Fügen von CFK und Aluminium. Dabei werden thermoplastische und duroplastische CFK-Strukturen im urformenden Aluminiumdruckgussverfahren mit dem Aluminiumpartner gefügt.

Im Projekt befassen sich die Expertinnen und Experten vom Fraunhofer IFAM mit der Prozesstechnik Druckguss inkl. Temperatur- und Parametersteuerung zur Realisierung der Anbindung sowie mit der Auslegung und Modellierung des Übergangsbereichs zwischen Aluminiumguss und Faserverbundbauteil. Das Faserinstitut Bremen e.V. übernimmt die Prozessentwicklung im Bereich Faserverbund sowie die Auslegung von Isolierschichten zum Schutz des Faserverbundes vor dem thermischen Impact im Druckgießprozess.