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Studie zum Fließlochformschrauben: Mit Zinklamelle geht’s effizienter

Datum:

09-10-20

Ort:

Herdecke

Thema:

Studie zum Fließlochformschrauben: Mit Zinklamelle geht’s effizienter

Beschreibung:

Der Leichtbau liegt voll im Trend – nicht zuletzt auch in der Automobilindustrie. Im Rahmen eines aktuellen Forschungsprojekts unter Leitung des Laboratoriums für Werkstoff und Fügetechnik (LWF) der Universität Paderborn haben mehrere renommierte Partner – darunter DÖRKEN – jetzt Optimierungsmöglichkeiten für das Fließlochformschrauben in hochfesten Stahlblechen und -profilen untersucht. Mit Erfolg.

Gemeinsame Erforschung fließlochformender Schrauben für den Leichtbau

Leichtbauweisen sind in der Automobilindustrie gefragter denn je. Sie sparen vor allem beim Karosseriebau wertvolle Rohstoff-Ressourcen ein und ermöglichen zudem die Reduktion des Fahrzeuggewichts – und somit des Kraftstoffverbrauchs. Vor diesem Hintergrund nimmt auch der Einsatz hochfester Stahlbleche und -profile immer weiter zu. Und dies hat letztendlich auch Einfluss auf die Verschraubung. Die derzeit zum Einsatz kommenden fließlochformgebenden Schrauben – diese formen (keine Spanbildung) sich ihr Loch in den Werkstoff im Zuge des Verschraubens selbst – stoßen immer häufiger an ihre Grenzen. Daher sollten im Rahmen einer breit angelegten und vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Gemeinschaftsstudie der „Europäischen Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V.“ (EFB) neue Möglichkeiten des prozesssicheren Fließlochformschraubens zum Fügen höchstfester Stahlbleche und -profile erforscht werden. Auch Dörken und der Schrauben-Spezialist und langjährige Partner Arnold Umformtechnik brachten ihre Expertise in das Projekt ein.


Untersuchung unterschiedlicher Werkstoffe und Beschichtungen

Im Verlauf der umfangreichen Studie wurden sowohl die Werkstoffe der eingesetzten Fließformschraube (Stahlsorte) als auch die applizierte Beschichtung variiert und in unterschiedlichsten Tests und Versuchsaufbauten genau erforscht. Martin Juros, Global Sales Manager bei Dörken, erläutert: „Fließlochformgebende Schrauben werden bisher meist galvanisch beschichtet und dann mit einem Gleitmittel versehen. Die Beschichtung ist aber vergleichsweise temperaturempfindlich und die Formmomente sind hoch. So haben wir gemeinsam mit Arnold Umformtechnik und den anderen Partnern nach einer Lösung gesucht, um die neuen Verschraubungsanforderungen zu erfüllen und so die Füge- und Montagezeiten der Bauteile in der Produktion weiter zu optimieren.“

Zinklamellenbeschichtung bietet zahlreiche Vorteile

Bei der Untersuchung geeigneter Beschichtungslösungen stellte sich das  Zinklamellensystem mit DELTA-PROTEKT® KL 120 als Basecoat sowie DELTA-SEAL® ohne Gleitzusatz (Topcoat) mit der zusätzlichen Nachschmierung DELTA-LUBE® 50 als besonders vorteilhafte Kombination heraus. Appliziert auf der aus hochfestem Stahl bestehenden Fließlochschraube, ermöglicht dieses sehr hitzeresistente System (bis 900°C) eine deutliche Reduzierung der maximalen Furch- bzw. Eindrehmomente sowie der entstehenden Gewindeschädigung beim Verschrauben. So wird ein prozesssicheres Fügen über die derzeitigen Einsatzgrenzen hinaus machbar. Für die Automobilproduktion könnte dies zukünftig eine höhere Taktrate bei der Bauteil-Montage und somit eine nachhaltige Zeit- und Kostenersparnis bedeuten. Nicht zuletzt auch ein wichtiger Vorteil des Zinklamellensystems bei der Beschichtung von Schrauben aus hochfesten Stählen (>1.000 Mpa): Während der Beschichtung wird kein Wasserstoff erzeugt und somit besteht keine Gefahr der wasserstoffinduzierten Spannungsrisskorrosion.

Jetzt ausführlichen Fachartikel zur Studie bestellen

Der komplette Fachartikel zur Studie „Entwicklung und Qualifizierung des Fließlochformschraubens zum Fügen höchstfester Stahlbleche und -profile“ (von Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut und Martin Ivanjko, M. Sc., Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik/Universität Paderborn) ist im hauseigenen Verlag der EFB erschienen und direkt online zu bestellen unter https://ble-x.de/mydocs/1590.

Automobilkarosse:

Leichtbauteile liegen im Automobilbau voll im Trend.

Fließlochformende Schrauben mit Zinklamellenbeschichtung nach 720h im SST.

Dank des Zinklamellensystems von Dörken fügen sich die fließlochformenden Schrauben schnell, effizient und prozesssicher in hochfeste Stähle.