SB_14.814B

10 Schlussfolgerungen
10.1 Wissenschaftlich technologischer Nutzen
Als wissenschaftlich-technisches Ergebnis liegt eine simulationsgestützte Beschreibung
der resultierenden Eigenspannungen sowie der erzielbaren Form- und
Lagetoleranzen in Folge des Hochtemperaturlötens vor. Im Gegensatz zu bisherigen
Modellrechnungen wird der gesamte Lötzyklus (Aufheiz- und Abkühlzyklus) simuliert.
Damit lassen sich die Eigenspannungen und die Verformungen im gesamten
Lötprozess berechnen. Somit ist eine Optimierung der Konstruktion und der Prozessführung
für spezielle konstruktive Anforderungen möglich. Hieraus wurden Konstruktions-
und Verfahrensstrategien zum prozesssicheren Löten von temperierbaren
Werkzeugen abgeleitet und kmU zur Verfügung gestellt.
10.2 Wirtschaftlicher Nutzen, insbesondere für kmU
Temperierbare Werkzeuge werden mittels CAD konstruiert und vorwiegend in
kleinen und mittleren Lohnlötbetrieben gefertigt. Basierend auf den CAD Daten kann
nun mittels einer FEM-Software der Fügeprozess und die Konstruktion iterativ
optimiert werden, so dass Entwicklungszeit und Ausschuss minimiert werden. Eine
umgehende Umsetzung der Ergebnisse in die Praxis wird durch eine Anwendungsorientierung
(Demonstrator) der Untersuchungen gewährleistet. Durch die industrielle
Nutzung der erarbeiteten Erkenntnisse können neue Anwendungsfelder erschlossen
werden. Die wirtschaftlichen Vorteile des betrachteten Prozesses sind durch die
integrierte Anlagentechnik bestimmt, in der das Fügen und Wärmebehandeln
durchgeführt werden kann. Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist das Projekt
auch insofern von Bedeutung, als optimierte Konstruktions- und Verfahrensstrategien
zu vermindertem Ausschuss bzw. verminderter Nacharbeit und einer höheren
Werkzeugstandzeit führen.
10.3 Neuigkeitsgehalt
Die Kopplung von CAD mit FEM ist erstmalig für das Hochtemperaturlöten zur
kombinierten Optimierung von Bauteil- und Prozessdesign für kmU verfügbar. So ist
es bereits anhand von Werkstoffdatenblättern möglich, die Dimensionierung und
Gestaltung der Bauteile hinsichtlich des Fügeprozesses durchzuführen. Hieraus
ergeben sich neue Gestaltungsmöglichkeiten, die zum Erschließen neuer Anwendungsgebiete
genutzt werden können. Dieses wird insbesondere da der Fall sein, wo
heute die Bauteilgröße durch die im Lötprozess entstehenden Eigenspannungen
begrenzt ist. Durch das interaktive Modul wird es kmU ermöglicht, kommerzielle
Software zu nutzen. Die Bedienung wird durch das Abfragen der notwendigen
Eingaben erleichtert. Komplexe Werkstoffgesetze sowie die automatisierte Netzgenerierung,
die beide im Forschungsvorhaben wissenschaftlich untersucht wurden,
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