Inline-Fertigung von funktionalen Kaltprofilen aus Stahl mit integrierten elektrischen Leiterbahnen

Inline-Fertigung von funktionalen Kaltprofilen aus Stahl mit integrierten elektrischen Leiterbahnen

 

Motivation

In Zeiten steigender Rohstoffpreise und eines zunehmenden Bedarfs an Kabeln, zur Energie- und Datenübertragung im Automobil, bietet die Substitution von Kabelbäumen durch die Integration von Leiterbahnen in Kaltprofile ein großes Potential zur Ressourcen- und Kostenersparnis). Durch das höchst wirtschaftliche Fertigungsverfahren Walzprofilieren lassen sich diese funktionalen Profile kostengünstig herstellen. [Abbildung 1] zeigt ein Demonstratorbauteil aus einem Kaltprofil mit eingebrachten Leiterbahnen sowie dessen Schichtaufbau.

Abbildung 1: Funktionales Kaltprofil
Abbildung 1: Funktionales Kaltprofil

Zielsetzung

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Erstellung eines Leitfadens, der das notwendige Wissen zur Fertigung funktionaler Kaltprofile aus Stahl mit integrierten Leiterbahnen beinhaltet. Verschiedene Werkstoffkombinationen, ihr Verhalten während der Umformung, maßgebliche Prozessparameter und Einflussgrößen sollen dabei den Inhalt dieses Leitfadens abbilden. Es sollen Berechnungsansätze und Auslegungsmethoden entwickelt werden, die in Zukunft von den stahlverarbeitenden Profilherstellern und Anlagenbauern angewendet werden können.

Lösungsweg

In der ersten Projektphase wird ein Konzept zur synchronen Applikation von Leiterbahnen und Kunststoffschichten erarbeitet. Dabei steht die Wirtschaftlichkeit durch hohe Verfahrensgeschwindigkeit, besonders bei der Auswahl der Beschichtungsmethode und des Kunststoffes, im Vordergrund. Die numerische Abbildung des Walzprofilierprozesses soll helfen das Umformverhalten des Verbundes zu untersuchen und soll die Auslegung eines Rollensatz für die Walzprofilierstrasse unterstützen. Die Konstruktion des Rollensatzes, die Entwicklung eines industrienahen Demonstrators sowie die Zusammenfassung der Untersuchungsergebnisse in einem Leitfaden bilden den Abschluss dieses Projektes und die Grundlage für einen Wissenstransfer in die Industrie.

 

Danksagung

Das Forschungsprojekt wird gefördert durch die Forschungsvereinigung der Arbeitsgemeinschaft der Eisen und Metall verarbeitenden Industrie e.V. (AVIF) und unterstützt durch die European Cold Rolled Section Association (ECRA).