@techreport{KrollNendelSeidlitzetal., author = {Kroll, Lothar and Nendel, Wolfgang and Seidlitz, Holger and Gerstenberger, Colin and Osiecki, Tomasz}, title = {Bauweisenkonzepte und Auslegung von Krafteinleitungsbereichen bei Hybridstrukturen aus Faser-Kunststoff/Metall-Verbunden im Fahrzeugbau}, publisher = {Europ{\"a}ische Forschungsgesellschaft f{\"u}r Blechverarbeitung e.V.}, address = {Hannover}, isbn = {978-3-86776-463-6}, pages = {170, XIV}, abstract = {Als Teil des DFG/AiF-Clusters „Großserientaugliche Prozessketten f{\"u}r hochintegrierte Bauteile aus hybriden Faser-Kunststoff / Metall-Verbunden" erfolgte im AiF-Projekt 17688 BR/1 die methodische Entwicklung von großserientauglichen Bauweisenkonzepten f{\"u}r Hybridstrukturen aus thermoplastbasierten Faser-Kunststoff/Metall-Verbunden (FK/M-Verbunden) im Fahrzeugbau sowie die Erarbeitung von belastungsgerechten Krafteinlei-tungsbereichen zur Integration der neuartigen Bauteile in metallische Strukturen. Die Pro-jektergebnisse wurden in Form von drei generischen Technologiedemonstratoren am Beispiel von hybriden Pkw-Dachquertr{\"a}gern veranschaulicht. Dabei wurden zwei Demonstratoren aus FK/M-Verbunden mit Stahl- (HC220Y+ZE, t = 0,25 mm) bzw. Aluminiumdeckschichten (EN AW 5182, t = 0,2 mm) und ein Faser-Kunststoff-Verbund-Dachquertr{\"a}ger (Kohlenstofffaserverst{\"a}rktes Polyamid 6) mit metallischen Lasteinleitungselementen (HC260LAD+Z100 bzw. AA5754-W, t = 1,0 mm) konzipiert. Im Vergleich zu einer Referenzgeometrie in Stahlbauweise (t = 1,0 mm) konnte bei ver-gleichbaren Steifigkeitseigenschaften eine Masseeinsparung von bis zu 55\% mit FK/M-Verbunden und etwa 64\% in Faser-Kunststoff-Verbundbauweise prognostiziert werden. Die simulativ ermittelten Ergebnisse werden in Teilprojekt 5 des Clusters experimentell validiert. Im Hinblick auf eine werkstoffgerechte Anbindung der stark anisotropen Bauteile an metallische Grundstrukturen wurden Untersuchungen zum Thermomechanischen Ausformf{\"u}geverfahren (TAF) und dem Kleben mittels 2K-Epoxid- und 2K-Polyurethanklebstoffen durchgef{\"u}hrt. Anders als bei etablierten Verfahren aus dem Metallbau, wie dem Nieten, Clinchen oder Schrauben, die auf spanend gebohrten Durchgangsl{\"o}chern im Faser-Kunststoff-Verbund oder F{\"u}geelementen mit Schneidanteil basieren, findet bei den untersuchten Verfahren keine Sch{\"a}digung der Faserstruktur statt. Die Ergebnisse aus Kopf- und Scherzugversuchen nach DIN EN ISO 14272 und DIN EN ISO 14273 zeigen eine prinzipielle Eignung des TAF-Verfahrens, sowohl f{\"u}r die Verbindung von FK/M-Hybridlaminaten, als auch FKV mit Metall. In Zugscherpr{\"u}fungen nach DIN EN 1465 wurde der Einfluss verschiedener Vorbehandlungsmaßnahmen auf die Haftfestigkeit der geklebten Zugscherproben ermittelt. Dabei erwies sich insbesondere die Kombination aus Korundstrahlen und Beflammen mittels Flammenpyrolyse als zielf{\"u}hrend. Nach Ermittlung der ben{\"o}tigten Kennwerte wurde eine Simulations- und Auslegungsstrategie f{\"u}r kraftflussgerechte F{\"u}gepunkte am Beispiel von thermomechanisch gef{\"u}gten Verbindungen vorgestellt. Aufgrund der anisotropiespezifischen, inhomogenen dreidimensionalen Spannungszust{\"a}nde in der Umgebung von FKV-F{\"u}gezonen wird eine schnittreaktionsbezogene Methodik zur Auslegung von FK/M-F{\"u}gezonen empfohlen. In Verbindung mit einer entsprechenden Versagenshypothese erlaubt diese auf Basis von einfachen F{\"u}gepunkt-Ersatzmodellen eine einfache ingenieurm{\"a}ßige Analyse des F{\"u}gepunktversagens durch Auslesen der Schnittreaktionen. Des Weiteren wurden in Zusammenarbeit mit TP5 zwei Prozessvarianten zur fertigungs-technischen Umsetzung der hybriden Dachquertr{\"a}ger aufgestellt. In ersten Vorversuchen konnte daran bereits die Herstellung erster Demonstratoren erfolgreich durchgef{\"u}hrt wer-den, die im Rahmen des 35. EFB-Kolloquiums am 25.03.2015 in Bad Boll sowie im EFB-Arbeitskreis Hybride Strukturen am 21.01.2015 in Dresden und 17.06.2015 in Rostock vorgestellt wurden. Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde erreicht. Das IGF-Vorhaben „Bauweisenkonzepte und Auslegung von Krafteinleitungsbereichen bei Hybridstrukturen aus Faser-Kunststoff/Metall-Verbunden im Fahrzeugbau" wurde im Rahmen des AiF/DFG-Clusters „Großserientaugliche Prozessketten f{\"u}r hochintegrierte Bauteile aus hybriden Faser-Kunststoff/Metall-Verbunden" unter der F{\"o}rdernummer AiF 17688BR/1 von der Forschungsvereinigung EFB e.V. finanziert und betreut und {\"u}ber die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen des Programms zur F{\"o}rderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium f{\"u}r Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gef{\"o}rdert. Der Abschlussbericht ist als EFB-Forschungsbericht Nr. 417 erschienen und bei der EFB-Gesch{\"a}ftsstelle und im Buchhandel erh{\"a}ltlich.}, language = {de} } @inproceedings{ScholzSchieckMuelleretal., author = {Scholz, Peter and Schieck, Frank and M{\"u}ller, Roland and Seidlitz, Holger and Gerstenberger, Colin and Osiecki, Tomasz and Behrens, Bernd-Arno and Vucetic, Milan and Grbic, Nenad and Neumann, Andr{\´e}}, title = {Umformprozessketten f{\"u}r Bauteile aus Faser-Kunststoff/Metall-Verbunden}, series = {Intermezzo der hybriden Werkstoffl{\"o}sungen: Hat Blech eine Zukunft?, Tagungsband des 35. EFB-Kolloquiums Blechverarbeitung 2015 am 24. und 25. M{\"a}rz 2015 in Bad Boll}, booktitle = {Intermezzo der hybriden Werkstoffl{\"o}sungen: Hat Blech eine Zukunft?, Tagungsband des 35. EFB-Kolloquiums Blechverarbeitung 2015 am 24. und 25. M{\"a}rz 2015 in Bad Boll}, publisher = {Europ{\"a}ische Forschungsgesellschaft f{\"u}r Blechverarbeitung e.V.}, address = {Hannover}, isbn = {978-3-86776-452-0}, pages = {151 -- 171}, abstract = {Im Rahmen des DFG-AiF-Clustervorhabens »Großserientaugliche Prozessketten f{\"u}r hochintegrierte Bauteile aus hybriden Faser-Kunststoff / Metall-Verbunden« besch{\"a}ftigt sich das Fraunhofer IWU, die TU Chemnitz und das IFUM mit der Entwicklung großserienf{\"a}higer Prozessketten zur effizienten Verarbeitung von Faser-Kunststoff / Metall (FK/M)-Verbunden zu konturierten Werkst{\"u}cken, insbesondere unter Ber{\"u}cksichtigung der Anforderungen aus der Automobilindustrie. Dazu werden zwei grundlegende serienf{\"a}hige Prozessketten f{\"u}r die Fertigung profilierter Bauteile entwickelt: Bei der Prozesskette 1 werden ebene FKM-Verbunde, bestehend aus optimiertem thermoplastischen Faser-Kunststoff und d{\"u}nnwandigen Metalldecklagen, thermisch unterst{\"u}tzt zu profilierten Strukturbauteilen umgeformt. Die Prozesskette 2 behandelt eine neue Prozessvariante, bei der w{\"a}hrend der gemeinsamen Umformung von thermoplastischen Faser-Kunst¬stoff-Verbunden und metallischen Blechen die Verbindung der Einzelwerkstoffe zu hybriden Strukturen prozessintegriert erfolgt. Bei der Technologieentwicklung wird die gesamte Prozesskette von der Temperierung der Materialien {\"u}ber das Handling der Einzelkomponenten bis hin zur Umformung und Abk{\"u}hlung der Teile unter Druckbeanspruchung betrachtet. F{\"u}r diese Prozesskette wird ein Werkzeug ausgelegt und unter seriennahen Bedingungen umgesetzt. Die Machbarkeit beider Prozessvarianten wird an einem Technologiedemonstrator nachgewiesen und hinsichtlich der Prozessf{\"a}higkeit und der Verfahrensgrenzen miteinander verglichen. Als branchenspezifischer Technologiedemonstrator wurde gemeinsam mit den projektbegleitenden Firmen der Dachquertr{\"a}ger einer PKW-Karosserie ausgew{\"a}hlt. An der fertiggestellten Komponente werden die mechanischen Bauteileigenschaften bei statischer Belastung gepr{\"u}ft. Ziel ist die Bewertung des Einsatzpotentials der untersuchten FK/M-Verbunde in Karosseriestrukturen von PKWs unter Leichtbaugesichtspunkten. Auf Basis des erarbeiteten Prozess-Know-hows k{\"o}nnen die Prozesszeiten und -kosten belastbar kalkuliert werden. Damit steht der Industrie zum Abschluss des Verbundprojekts ein umfassendes Instrument zur prozessorientierten Bauteilauslegung, Technologieplanung und Kalkulation anwendungsbereit f{\"u}r die Serienfertigung zur Verf{\"u}gung.}, language = {de} } @misc{OsieckiGerstenbergerSeidlitzetal., author = {Osiecki, Tomasz and Gerstenberger, Colin and Seidlitz, Holger and Hackert, Alexander and Kroll, Lothar}, title = {Behavior of Cathodic Dip Paint Coated Fiber Reinforced Polymer/Metal Hybrids}, series = {International Journal of Engineering Sciences \& Research Technology}, volume = {4}, journal = {International Journal of Engineering Sciences \& Research Technology}, number = {2}, issn = {2277-9655}, pages = {146 -- 150}, language = {en} } @misc{SeidlitzGerstenbergerOsieckietal., author = {Seidlitz, Holger and Gerstenberger, Colin and Osiecki, Tomasz and Simon, Sylvio and Kroll, Lothar}, title = {High-performance lightweight structures with Fiber Reinforced Thermoplastics and Structured Metal Thin Sheets}, series = {Journal of Materials Science Research}, volume = {4}, journal = {Journal of Materials Science Research}, number = {1}, issn = {1927-0585}, doi = {10.5539/jmsr.v4n1p28}, pages = {28 -- 35}, language = {en} } @misc{OsieckiSeidlitzGerstenbergeretal., author = {Osiecki, Tomasz and Seidlitz, Holger and Gerstenberger, Colin and Kroll, Lothar and Scholz, Peter}, title = {Customized Metal/Composite Hybrids for Automotive Applications}, series = {AutoMetForm - SFU 2014, new materials for vehicle components, november 3rd to 5th 2014, Freiberg, Saxony, conference proceedings}, journal = {AutoMetForm - SFU 2014, new materials for vehicle components, november 3rd to 5th 2014, Freiberg, Saxony, conference proceedings}, publisher = {Institut f{\"u}r Metallformung}, address = {Freiberg}, isbn = {978-3-86012-490-1}, pages = {29 -- 36}, language = {en} } @misc{SeidlitzUlkeWinterGerstenbergeretal., author = {Seidlitz, Holger and Ulke-Winter, Lars and Gerstenberger, Colin and Kroll, Lothar}, title = {Dimensioning of Punctiform Metal-Composite Joints: A Section-Force Related Failure Criterion}, series = {Open Journal of Composite Materials}, volume = {4}, journal = {Open Journal of Composite Materials}, number = {3}, issn = {2164-5655}, doi = {10.4236/ojcm.2014.43018}, pages = {157 -- 172}, abstract = {Reliable line production processes and simulation tools play a central role for the structural integration of thermoplastic composites in advanced lightweight constructions. Provided that material-adapted joining technologies are available, they can be applied in heavy-duty multi-material designs (MMD). A load-adapted approach was implemented into the new fully automatic and faulttolerant thermo mechanical flow drill joining (FDJ) concept. With this method it is possible to manufacture reproducible high strength FRP/metal-joints within short cycle times and without use of extra joining elements for the first time. The analysis of FDJ joints requires a simplified model of the joint to enable efficient numerical simulations. The present work introduces a strategy in modeling a finite-element based analogous-approach for FDJ-joints with glass fiber reinforced polypropylene and high-strength steel. Combined with a newly developed section-force related failure criterion, it is possible to predict the fundamental failure behavior in multi-axial stress states. The functionality of the holistic approach is illustrated by a demonstrator that represents a part of a car body-in-white structure. The comparison of simulated and experimentally determined failure loads proves the applicability for several combined load cases.}, language = {en} } @inproceedings{OsieckiSeidlitzGerstenbergeretal., author = {Osiecki, Tomasz and Seidlitz, Holger and Gerstenberger, Colin and Kroll, Lothar and Scholz, Peter}, title = {Heavy-Duty Hybrid Laminates for Automotive Mass Production}, series = {Materials Science Engineering Congress 2014 (MSE 2014), Darmstadt, 2014}, booktitle = {Materials Science Engineering Congress 2014 (MSE 2014), Darmstadt, 2014}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0011-n-3364468}, pages = {24}, language = {en} } @inproceedings{SeidlitzGerstenbergerSiegeletal., author = {Seidlitz, Holger and Gerstenberger, Colin and Siegel, Carolin and Kroll, Lothar and Wagenf{\"u}hr, Andr{\´e}}, title = {Naturfaserverst{\"a}rkte Kunststoffe f{\"u}r hochbelastbare Mischbauweisen}, series = {1. Ingenieurtag 2014, Veranstaltung der Fakult{\"a}t Ingenieurwissenschaften und Informatik der Brandenburgischen Technischen Universit{\"a}t Cottbus-Senftenberg auf dem Campus Senftenberg am 19.11.2014}, booktitle = {1. Ingenieurtag 2014, Veranstaltung der Fakult{\"a}t Ingenieurwissenschaften und Informatik der Brandenburgischen Technischen Universit{\"a}t Cottbus-Senftenberg auf dem Campus Senftenberg am 19.11.2014}, editor = {Lehmann, Kathrin and Simon, Sylvio and Stein, Erhard}, publisher = {Brandenburgische Techn. Univ. Cottbus}, address = {Senftenberg}, isbn = {3-9810211-7-7}, pages = {39}, language = {de} } @misc{GerstenbergerSeidlitzUlkeWinteretal., author = {Gerstenberger, Colin and Seidlitz, Holger and Ulke-Winter, Lars and Kroll, Lothar}, title = {Dimensionierung thermomechanisch ausgeformter Verbindungen}, series = {Technomer 2013, 23. Fachtagung {\"u}ber Verarbeitung und Anwendung von Polymeren, 14. bis 15. November 2013}, journal = {Technomer 2013, 23. Fachtagung {\"u}ber Verarbeitung und Anwendung von Polymeren, 14. bis 15. November 2013}, editor = {Gehde, Michael and Wagenknecht, Udo and Bloß, Peter}, publisher = {Inst. f{\"u}r F{\"o}rdertechnik und Kunststoffe [u.a.]}, address = {Chemnitz}, isbn = {978-3-939382-11-9}, pages = {S. 168}, language = {de} } @inproceedings{SeidlitzBambachFritzscheetal., author = {Seidlitz, Holger and Bambach, Markus and Fritzsche, Sebastian and Gerstenberger, Colin}, title = {High load-bearing multi-material-joints for metal sheets and composites by incremental in-situ forming processes}, series = {ESAFORM 2016, proceedings of the 19th International ESAFORM Conference on Material Forming, conference date: 27-29 April 2016, Nantes, France}, booktitle = {ESAFORM 2016, proceedings of the 19th International ESAFORM Conference on Material Forming, conference date: 27-29 April 2016, Nantes, France}, publisher = {AIP Publishing}, address = {Melville, NY}, isbn = {978-0-7354-1427-3}, doi = {10.1063/1.4963464}, language = {en} } @inproceedings{GerstenbergerSeidlitzOsieckietal., author = {Gerstenberger, Colin and Seidlitz, Holger and Osiecki, Tomasz and Kroll, Lothar}, title = {Bionic Inspired High Stressable Joints for Multi-material Constructions with FRP and Metals}, series = {Materials Science Engineering (MSE 2014), Darmstadt, 2014}, booktitle = {Materials Science Engineering (MSE 2014), Darmstadt, 2014}, language = {en} } @inproceedings{HackertGerstenbergerOsieckietal., author = {Hackert, Alexander and Gerstenberger, Colin and Osiecki, Tomasz and Seidlitz, Holger}, title = {Hybrid sandwich composites with porous aluminum core and thermoplastic fiber-reinforced composite top layers}, series = {Proceedings of the 23rd Annual International Conference on Composites/Nano Engineering (ICCE23), Chengdu (China), 2015}, booktitle = {Proceedings of the 23rd Annual International Conference on Composites/Nano Engineering (ICCE23), Chengdu (China), 2015}, pages = {247 -- 248}, language = {en} } @inproceedings{OsieckiGerstenbergerHackertetal., author = {Osiecki, Tomasz and Gerstenberger, Colin and Hackert, Alexander and Kroll, Lothar and Seidlitz, Holger}, title = {Thermoplastic fiber reinforced/metal-hybrid laminates for structural lightweight applications}, series = {Proceedings of the 23rd Annual International Conference on Composites/Nano Engineering (ICCE23), Chengdu (China), 2015}, booktitle = {Proceedings of the 23rd Annual International Conference on Composites/Nano Engineering (ICCE23), Chengdu (China), 2015}, pages = {595 -- 596}, language = {en} } @inproceedings{GerstenbergerHackertOsieckietal., author = {Gerstenberger, Colin and Hackert, Alexander and Osiecki, Tomasz and Kroll, Lothar and Seidlitz, Holger}, title = {Load adjusted fiber reinforced polymer/metal joints in cathodic dip paint conditions}, series = {Proceedings of the 23rd Annual International Conference on Composites/Nano Engineering (ICCE23), Chengdu (China), 2015}, booktitle = {Proceedings of the 23rd Annual International Conference on Composites/Nano Engineering (ICCE23), Chengdu (China), 2015}, pages = {227 -- 228}, language = {en} }