Untersuchung eines laserbasierten Ablegeverfahrens zur Herstellung von hybriden Metall-Thermoplast-Faserverbundstrukturen

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Tapelegeverfahrens zur Herstellung hybrider Metall-Thermoplast-Faserverbundstrukturen. Als Werkstoffkombinationen werden Ti-6Al-4V + CF/PEEK und EN AW 5754 + CF/PA6 untersucht. Ein Bestandteil der Arbeit ist die notwendige Integration von Anlagenkomponenten, um lokale Verstärkungen reproduzierbar herstellen zu können. Geeignete Oberflächenbehandlungen für die metallischen Fügepartner werden anschließend hinsichtlich der erreichbaren Verbindungsfestigkeit sowie der Eignung für den laserbasierten Prozess analysiert. Das Prozessfenster zum stoffschlüssigen Fügen von Tapematerial und Metall wird untersucht und der Einfluss lokaler Metallkomponenten auf die Herstellung der Folgelagen wird vorgestellt. Anhand einer simulativen Betrachtung werden geeignete Strategien entwickelt und experimentell nachgewiesen. Abschließend erfolgt die Validierung der gewonnenen Erkenntnisse anhand eines Demonstratorbauteils.