Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Fertigungstechnik Fügen durch Umformen, einem sogenannten Kaltumformungsverfahren. Besondere Betrachtung erfährt das Durchsetzfügen, besser bekannt als Clinchen, und dessen vielfältige Einsatzmöglichkeiten in der industriellen Fertigung. Die Vorteile dieses Fügeverfahrens, aber auch mögliche Nachteile und Anwendungshemmnisse, sind in Form eines Vergleiches mit dem Konkurrenzverfahren Punktschweißen gegenübergestellt. Dazu sind die beiden zu vergleichenden Verfahren in ihren Wesenszügen und Abläufen abgehandelt und beschrieben. Um ein grundsätzliches Verständnis für das Fügen durch Umformen zu vermitteln, wurden zusätzlich einige gängige Kaltumformungsverfahren charakterisiert. Aktuell übliche Anwendungsbeispiele und Einsatzgebiete für das Clinchen sind ebenso angeführt, wie ein Ausblick auf mögliche zukünftige Anwendungsfelder.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Ziel der Arbeit
1.2 Lesergruppe
1.3 Aufbau der Arbeit
2 Fügetechniken
2.1 Punktschweißen
2.1.1 Grundlagen Schweißen
2.1.2 Vertiefung Punktschweißen
2.2 Fügen durch Umformen
2.2.1 Herkömmliches Nieten
2.2.2 Blindnieten
2.2.3 Stanznieten
2.2.4 Durchsetzfügen
3 Clinchenverfahren im Industrieeinsatz
3.1 Verfahren Clinchen
3.1.1 Verbindungsvorgang
3.1.2 Verbindungsqualität
3.1.3 Materialien und Werkzeuge
3.1.4 Varianten der in der Industrie eingesetzten Clinchverfahren
3.2 Clinchens versus Punktschweißen
3.2.1 Verfahrensvergleich
3.2.2 Clinchen – mäßige Akzeptanz im industriellen Einsatz
3.2.3 Clinchen in der praktischen Anwendung
4 Schlussfolgerung
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht das industrielle Fügeverfahren Durchsetzfügen (Clinchen) und stellt dieses dem etablierten Punktschweißen gegenüber, um dessen Vorteile, Herausforderungen und Anwendungspotenziale im modernen industriellen Umfeld zu analysieren.
- Vergleich der technologischen Merkmale von Clinchen und Punktschweißen
- Analyse der wirtschaftlichen und prozesstechnischen Aspekte mechanischer Fügeverfahren
- Diskussion von Anwendungshemmnissen für das Durchsetzfügen
- Identifikation zukünftiger Einsatzgebiete in der metallverarbeitenden Industrie
Auszug aus dem Buch
3.1.1 Verbindungsvorgang
Beim Fügen von Werkstoffen mittels Clinchen sind zwei gegeneinander wirkende Kräfte vorhanden. Eine Fügekraft FF die von Stempel und Matrize auf die Werkstoffe einwirkt und eine Reaktionskraft FR die vom Werkstoff aus gegen die Fügekraft wirkt (Abbildung 6). Zur Erzielung einer Verbindung muss die Fügekraft entsprechend groß sein um die Reaktionskraft zu überwinden, und das Material in Form zu bringen.48 Die Fügekraft beträgt beim manuellen Clinchen in der Regel 25 kN und bei modularen oder vollautomatischen Systemen 50 kN und mehr.49
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel führt in das Thema Clinchen ein, definiert den Begriff Fertigungsverfahren nach DIN 8580 und erläutert Zielsetzung sowie Aufbau der Arbeit.
2 Fügetechniken: Hier werden die Grundlagen des Punktschweißens sowie die verschiedenen Verfahren des Fügens durch Umformen (Nieten, Stanznieten, Durchsetzfügen) detailliert dargestellt.
3 Clinchenverfahren im Industrieeinsatz: Dieses Kapitel bildet den Hauptteil der Arbeit, in dem der Verbindungsvorgang, Qualitätskriterien, Werkzeuge und der Vergleich zum Punktschweißen analysiert werden.
4 Schlussfolgerung: Das abschließende Kapitel fasst die Ergebnisse zusammen und wagt einen Ausblick auf die zukünftige Bedeutung des Clinchens in der verarbeitenden Industrie.
Schlüsselwörter
Clinchen, Durchsetzfügen, Punktschweißen, Fügen durch Umformen, Fügetechnik, Industrieroboter, Kaltumformung, Verbindungsqualität, Leichtbau, Mechanische Fügeverfahren, Fertigungstechnik, Automobilindustrie, Clinchverfahren, Verbindungsfestigkeit, Prozesssicherheit
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht das Fertigungsverfahren Durchsetzfügen (Clinchen) als mechanische Alternative zum thermischen Punktschweißen in der industriellen Fertigung.
Welche zentralen Themenfelder behandelt die Arbeit?
Die Schwerpunkte liegen auf dem technischen Verfahrensablauf des Clinchens, einem direkten Vergleich zum Schweißen hinsichtlich Kosten und Festigkeit sowie der praktischen Anwendung in verschiedenen Industriezweigen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, die Vorteile des Clinchens aufzuzeigen, bestehende Anwendungshemmnisse kritisch zu hinterfragen und das Zukunftspotenzial des Verfahrens in der Industrie zu bewerten.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Literaturrecherche und der Analyse bestehender technischer Normen (DIN 8580, DIN 8593), ergänzt durch einen Vergleich von Leistungs- und Kostendaten industrieller Fügetechnologien.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil befasst sich detailliert mit dem Clinchvorgang, der Bestimmung der Verbindungsqualität über geometrische Kennwerte wie die Restbodendicke, sowie einem Kosten- und Anwendungsvergleich zwischen Clinchen und Punktschweißen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Durchsetzfügen, Clinchen, Punktschweißen, Kaltumformung, Fügetechnik, Prozesssicherheit, Leichtbau und industrielle Fertigung.
Warum wird Clinchen oft als umweltfreundlicher eingestuft?
Da es sich um ein rein mechanisches Kaltumformungsverfahren handelt, sind weder Hilfsstoffe noch chemische Zusätze oder hohe thermische Energiezufuhr erforderlich, was das Verfahren sauberer und nachhaltiger macht.
Welche Rolle spielt der Kostenfaktor bei der Entscheidung für ein Fügeverfahren?
Obwohl das Clinchen bei Betriebskosten und Nacharbeit meist günstiger ist, haben hohe Investitionen der Unternehmen in Schweißroboter-Anlagen die Verbreitung des Clinchens bisher gehemmt.
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- Elisabeth Hofstätter-Kollarich (Author), 2011, Vorteile des Durchsetzfügens gegenüber dem Punktschweißen und dessen Einsatz in der Industrie, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/264207
