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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.

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.

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.

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.