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Bei der Weiterverarbeitung von wölbstrukturierten™ Platinen oder Bändern zu Fertigbauteilen müssen die versteifenden Strukturen und ihre Oberflächengüte so weit möglich erhalten bleiben. Deshalb sollen die Weiterverarbeitungsschritte, wie sekundäres Umformen 3) und Fügen materialschonend geschehen.
Beim Widerstandspunktschweißen lassen sich die Wölbmulden einfach örtlich eindrücken und thermisch fügen. Vorteilhafterweise werden denkbare thermische, geometrische Ausdehnungsbehinderungen (beim thermischen Fügen und/oder bei betriebsbedingten wärmetechnischen Temperatur-Wechselbelastungen des Bauteils) durch eine gute Kompensatorwirkung (gewisse Flexibilität in Richtung der 3D-strukturierten Membran) der Wölbstrukturen quasi aufgefangen.
During the processing of vault structured™ blanks or bands to prefabricated parts, the stiffening structures and their surface has to be retained as far as possible. Therefore the further processing steps, such as secondary forming 3) and joining should be carefully done.
When spot welding the vault structures can be easily impressed and thermal joined. Possible thermal or geometric expansion disabilities (thermal joining and & or operational temperature thermal alternating loads of the component) are caught by a good compensative effect (some flexibility in the direction of the 3D-structured membrane) of the vault structures.
Darüber hinaus verhindert die verbesserte Biegesteifigkeit wölbstrukturierter™ Bleche gegenüber dem glatten Blech, dass noch verbleibende Werkstoffspannungen zu einem globalen Beulen der thermisch gefügten Platine führen. Auf diese Weise lässt sich das gefürchtete Beulen mit der Gefahr eines lauten akustischen Dröhnens, durch Wölbstrukturen vermeiden oder zumindest stark reduzieren 4). The enhanced bending stiffness of vault structured materials compared to the smooth sheet also prevents the remaining material tensions to cause a global buckling of thermally joined board. In this way, the dreaded danger of buckling with a loud roaring sound is avoided or at least greatly reduced through vault structures 4).
Für den Fall, dass ein wölbstrukturiertes™ Blech dicht mit einem Rahmen thermisch gefügt werden soll, benötigt man einen nahezu ebenen oder feinstrukturierten Fügerand. Ein absolut ebener, wellenfreier Fügerand ist bei makro-strukturierten Blechen nicht ohne weiteres möglich, wenn diese infolge des Strukturierens gerafft (etwas verkürzt) sind. Bei wölbstrukturierten™ Blechen beträgt diese Raffung nur etwa 0,5 bis 1% (siehe Bild Glattes/ wölbstrukturiertes Blech).
In the case a vault structured plate is joined thermally with a flat or fine edge frame. An absolutely flat, wave-free edge on macro-structured sheets is not readily available if they are accelerated (slightly shortened) due to structuring. In vault structured plates the shortening is only about 0.5 to 1% (see Figure Smooth & vault structured plate).
Für ein dichtes Fügen wurden auf Basis einer Selbstorganisation neuartige Feinstrukturen für den Fügerand von wölbstrukturierten™ Blechen gefunden 5) und realisiert (Bild Feinstrukturierte Ränder (schematisch)).
For a tightly joining the fine structures basing on a novel self organisation for vault structured plates were formed 5) and created (picture finely structured edges (schematically)).
Das Bild Boden- und Brandschutzblech mit feinstrukturiertem Rand 6) zeigt Feinstrukturen, deren Strukturhöhe nur etwa der Dicke des glatten Bleches entspricht. The image of a ground and fire sheet with fine structured edge 6) shows fine structures, whose structural height is only about the thickness of the smooth plate.
3) Deutsches Patent 198 47 902: Verfahren zur Umformung dünner, beulstrukturierter Materialbahnen; Dr. Mirtsch GmbH
4) Deutsches Patent 10 2004 044 509: Verfahren zum Verbinden und Stabilisieren thermisch und mechanisch belasteter, dünner Wände mit einem ebenen Rahmen
5) DE 10 2005 025 620 A1: Verfahren zu makrostrukturierten Materialbahnen mit feinstrukturierten oder glatten Teilflächen; Dr. Mirtsch GmbH
6) Mirtsch, F.; Mirtsch, S.; Nest, E.; Sahayazici, M.; Weinert, N.; Pech, M.; Seliger, G.: Bionic Vault Structured Materials of Stainless Steel for Lightweight Application and Enhanced Heat and Mass Transfer; 6th European Stainless Steel Conference, Helsinki, Finland, June 10 – 13, 2008, Proceedings p. 349 - 360