Thermisches Nieten von polymeren Werkstoffen – Numerische Prozessabbildung und Abgleich mit experimentellen Daten

Die Anwendung einer präzisen, rechnergestützten Prozesssimulation entspricht beim thermischen Kunststoffnieten gegenwärtig nicht dem Stand der Technik. Aus diesem Grund basiert die konstruktive Gestaltung der Fügestelle vorrangig auf subjektiven Erfahrungswerten und empirischen Tests am (Serien-)Bauteil. Im Rahmen eines DFG-Vorhabens an der TU Chemnitz sollen diese Lücken durch die Entwicklung numerischer Modelle für das Erwärmungs- und Umformverhalten der thermischen Nietprozesse Warmumformen und Heißluftnieten geschlossen werden. Der vorliegende Beitrag fasst die wissenschaftlichen Untersuchungen von [1], [2] und in Auszügen von [3] in kompakter Form zusammen und zeigt die bisher ersten numerischen Modelle für reale Kunststoffnietprozesse unter Berücksichtigung realitätsnaher Werkstoff- und Prozessbedingungen. Die bisherigen Ergebnisse der nu-merischen Simulationen zeigen eine hohe Übereinstimmung mit den experimentellen Daten. Die Möglichkeiten einer rechnergestützten Prozesssimuation könnten zukünftig ein einheitliches Planungs- und Auslegungswerkzeug bereitstellen und damit die Bauteil- und Prozessgestaltung stark vereinfachen.