SB_14.814B

konstruktiven Aspekten zum Gewährleisten der optimalen Lötspaltbreite, zum
Begrenzen der Form- und Lagetoleranzen sowie dem Minimieren der Eigenspannungen
nach dem Löten Rechnung getragen. Die Simulation des Lötprozesses unter
Berücksichtigung der temperaturabhängigen Werkstoffeigenschaften und der
eingesetzten Temperatur-Zeit-Zyklen gibt Aufschluss über die ausdehnungs- und
schrumpfungsbedingte Verschiebung sowie die resultierenden Eigenspannungen.
Hieraus lassen sich Strategien zur konstruktiven Auslegung sowie zur Prozessführung
ableiten, aus denen entsprechende Empfehlungen für kmU herausgearbeitet
werden. Die Korrelation der theoretischen (Modellentwicklung) mit den experimentellen
Ergebnissen führt zu abgesicherten Konstruktions- und Verfahrensrichtlinien für
das Hochtemperaturlöten. Darüber hinaus bewirkt der Einsatz kommerziell verfügbarer
Standard CAD- und FEM-Software den Transfer in kmU. Die bisher komplexe
Bedienung von Simulationssystemen wird durch das Erarbeiten eines interaktiven
Moduls zur Eingabe der Werkstoffe (Grundwerkstoffe, Lot), Lötspaltbreite und
Temperatur-Zeit-Zyklus sowie für den Import der Bauteilgeometrien erleichtert. Im
Modul sind auch Werkstoffgesetze und eine automatisiertes Vernetzen und Generieren
des Lotes zu implementieren.
2.3 Methodischer Ansatz
Das prozesssichere Fügen von temperierbaren Formwerkzeugen ist nicht alleine
durch modifizierte Lote oder eine modifizierte Prozessführung zu beherrschen. Der
durch unterschiedliche Wärmeableitung bedingte Versatz der Bauteilhälften gegeneinander
stellt ebenso wie die beim Abkühlen entstehenden Eigenspannungen eine
Problematik dar. Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden folgende wissenschaftlich-technischen
Ergebnisse angestrebt:
• Minimieren der Eigenspannungen
• Minimieren des Fertigungsaufwandes
• Konstruktions- und Verfahrensempfehlungen
Entwicklung eines Modelles für das automatisierte Berechnen der Eigenspannungen
und Verzug. Eingabe über interaktives Modul, dass ein Ansysskript für das automatisierte
Preprocessing aus den Geometrie- und Werkstoffdaten sowie dem Temperatur-Zeit-Verlauf
erstellt. Dieses wird dann ans FEM-Programm übergeben. Neben
dem Skript sind für umwandlungsfähige Stähle die Werkstoffdaten inklusive der
Phasenumwandlung zu implementieren.
Für die Vorhersage der Eigenspannungen und des Verzuges wird exemplarisch für
einen Demonstrator das FEM-Modell erstellt. Der Demonstrator wurde sowohl im
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