WO2016034444A1 - Mehrschichtverbundwerkstoff, verfahren zur herstellung und halbzeug mit metallischem formgedächtnismaterial - Google Patents

Mehrschichtverbundwerkstoff, verfahren zur herstellung und halbzeug mit metallischem formgedächtnismaterial Download PDF

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WO2016034444A1
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multilayer composite
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Rainer FECHTE-HEINEN
Joseph Georg KEVENHÖRSTER
Lothar Patberg
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Thyssenkrupp Steel Europe Ag
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Definitions

  • the invention relates to a multilayer composite material having at least one non-metallic, preferably plastic-containing layer and at least one metallic layer, wherein the at least one metallic layer has a first shape memory material. Furthermore, the invention relates to a method for producing a multilayer composite material and a from the
  • the invention relates to a method for producing a component using the semifinished product according to the invention.
  • Multilayer composite materials are understood to mean wholly or partially layered composites of at least two different materials in two or more
  • Multilayer composite materials preferably
  • Sandwich composite materials of three layers which for example by an inner core layer, which is connected to two outer cover layers, in particular cover plates, are formed.
  • the cover plates in this case have a material different from the material of the core layer.
  • the cover plates may have different or the same materials with each other.
  • the layers are not necessarily formed nationwide.
  • the materials to be used in the multilayer composite material, in particular sandwich composite material, as well as the structure and thickness of the layers can be selected on the basis of their properties for the particular application, in order to obtain a multilayer composite material which has a favorable combination of the properties of the individual materials.
  • the use of multilayer composite materials thus aims to provide a combination of different material properties, which can be combined with a single material Material could be difficult, expensive or even impossible to realize.
  • the desired material properties include, for example, high strength, low weight, good corrosion resistance, high economy, as well as improved properties related to the bonding of materials,
  • Multilayer composite materials may also have improved formability and high wear resistance.
  • Material properties of the multilayer composite material are generated, which correspond to the sum of the properties of the individual materials.
  • the individual properties can complement each other in such a way that the multi-layer composite material exceeds in its properties the sum of the contributions of the individual materials.
  • Forming process such as the influence of mechanical stress in the form of bending, elongation and shear stress.
  • Such problems can be manifested, for example, in the fact that the thickness of the material resulting after deformation has undesirable variations. This can be caused inter alia by different material displacement of the layers during forming. It can also be a detachment of the layers from one another, for example in the form of delamination in laminated composites. As a result, the components produced are structurally weakened and also have a poor dimensional stability. Particularly in the case of metallic layers, in particular cover plates and layers, in particular core layers made of plastics, in particular of fiber-reinforced plastics, in particular one is obtained during forming
  • the challenge of multilayer composite material is that high holding forces, for example in the case of steel cover plates, reduce wrinkling but favor a fiber break in the core layer. As a result, the degree of deformation of such multilayer composite materials is limited.
  • the technical object of the invention to provide a multi-layer composite material and a method for its production, in which the above-mentioned problem with respect to the forming properties can be significantly improved or even avoided.
  • the above-mentioned technical problem is solved according to a first teaching in that at least one second metallic layer is provided and the at least two metallic layers on opposite sides of
  • non-metallic layer are arranged.
  • the properties of the metal shape memory material can be utilized to maintain the structural integrity of the non-metallic layer, even during reshaping or loading.
  • the pseudoplastic or pseudoelastic material can be utilized to maintain the structural integrity of the non-metallic layer, even during reshaping or loading.
  • the pseudoplastic or pseudoelastic material can be utilized to maintain the structural integrity of the non-metallic layer, even during reshaping or loading.
  • Resilience of the metal shape memory material can be used to prevent excessive stress on non-metallic layers or metallic layers without shape memory properties during forming. So can one
  • the high extensibility of the metallic shape memory material in the pseudoplastic Condition is especially in conjunction with an a stretchable material
  • Multilayer composite materials in the form of sandwich composite materials which have at least one outer covering layer of a shape memory alloy, benefit on account of the
  • At least one second metallic layer for example a second metallic shape memory material-containing cover plate is provided and the at least two metallic layers, for example the at least two
  • Cover plates are arranged on opposite sides of the non-metallic layer, for example the core layer.
  • Various combinations are possible for the arrangement of the layers, so that a plurality of metallic layers may be provided or else a plurality of non-metallic layers.
  • at least one non-metallic layer is arranged outside in the multilayer composite material.
  • at least one non-metallic layer, in particular a core layer lies inside and is covered on both sides by metallic layers, for example by cover plates.
  • the cover plates provide a protective function against mechanical stress and aging effects.
  • This also makes it possible to join the multilayer composite material to the surface, for example by welding or soldering, with further, in particular metallic, components.
  • metal layers arranged on opposite sides of the core layer have a metallic shape memory material, in particular the metallic layers consist of a metallic one
  • Shape memory material As a result, the forming properties of the individual metallic layers can be combined on both sides and also a cooperative activation of the shape memory material of the metallic layers can be effected.
  • the structure of the multilayer composite material along the thickness may be symmetrical, so that the multi-layer, in particular the
  • Sandwich composite material has the same forming properties from both sides.
  • the at least second metallic layer can not
  • Metallic shape memory materials also provide high traction forces and positive locking forces. Furthermore, metallic shape memory materials have the advantage over many non-metallic materials that they
  • the at least one metallic layer which may act as a cover plate, for example, completely made of a metallic
  • the metallic layer or the cover plate has the advantageous properties of the metallic shape memory material homogeneously over its surface.
  • the metallic layer or the cover plate consists only partially of a metallic shape memory material, for example, that strips, patches or a fabric of metallic shape memory material are incorporated into the metallic layer or the cover plate.
  • the shape memory of the at least one metallic layer or of the at least one cover plate can be advantageous for the forming properties of the
  • Multi-layer composite material can be used.
  • the shape memory material has a
  • Shape memory of a previously introduced form This can do that
  • Shape memory material can be activated by at least the
  • shape-memory material activated by heating it is also possible to use a shape-memory material which is activated by a magnetic field.
  • the deformation of the multilayer composite material can take place solely by the activation of the shape memory material. Then that is
  • thermosetting plastics can be used, which are very stable in temperature. Foamed plastics, in particular those with gas inclusions, are also conceivable.
  • the non-metallic layer or core layer comprises a thermoplastic material.
  • Plastics contain, for example, polyolefins, polyamides, polyesters, polyethylenes, polypropylenes, polyurethanes or a blend of different plastics.
  • the thermoplastic in the non-metallic layer or core layer is based on polyamide, polyethylene or a blend of polyamide and polyethylene, in particular on a PA6 polyamide with a proportion of grafted polyethylenes and a reactive copolymer.
  • Thermoplastics can be processed very well and are well deformable when warm. Regarding the forming properties of the
  • Multilayer composites make thermoplastic and
  • Shape memory materials thus represent a very advantageous combination of materials.
  • the at least one non-metallic layer or plastic layer may exhibit shape memory properties.
  • the glass transition temperature or melting temperature of the thermoplastic is
  • Plastic in the range of ⁇ 100 ° C, in particular ⁇ 50 ° C, preferably ⁇ 25 ° C the activation temperature of the shape memory material.
  • Shape memory material and the thermoplastic material are optimally used, since both materials are brought approximately simultaneously when heating in a very malleable state, for example.
  • shape memory can then in a favorable manner in connection with the thermoplastic properties happen.
  • the glass transition temperature may be decisive in the case of amorphous thermoplastics, while in the case of semicrystalline or highly crystalline ones
  • thermoplastic materials and the melting temperature can be used.
  • the difference between melting temperature and activation temperature in semicrystalline or highly crystalline thermoplastics can also be selected according to the degree of crystallinity, so that can be formed closer to the melting point, especially at higher crystallinity.
  • the glass transition temperature or melting temperature is less than the activation temperature, so that when heating the
  • thermoplastic material initially the thermoplastic material is well deformable and then the transition of the shape memory material in the pseudoelastic state and / or activating the shape memory is completed.
  • the respective temperatures can be determined under normal conditions, for example with a method of differential scanning calorimetry at a heating rate of 10 K / min with an evaluation according to DIN 51007.
  • the non-metallic layer for example core layer, has a fiber-reinforced layer
  • the plastic contains, for example, glass, carbon, aramid, polyethylene, basalt, boron or metal fibers.
  • carbon fibers offer maximum strength at the lowest weight and are therefore suitable for a variety of applications, for which a high load capacity is required at a low weight.
  • the multi-layer composite material thus enables the production of components that are shaped such that draping fiber fabrics in a conventional manner would be difficult, for example, when forming tight bends. It has been found that the force released by the activation of the shape memory material for forming sufficient to drape the fibers independently. Likewise, by the flexibility of the pseudoplastic or pseudoelastic shape memory material, the risk of fiber breakage
  • an iron-based shape memory alloy is used as the shape memory material.
  • Shape memory alloys can provide very high force or positive locking forces.
  • iron-manganese-silicon, iron-manganese-silicon-chromium or iron-manganese-silicon-chromium-nickel can also be used in mass production, since these are relatively inexpensive compared to the other alloy systems.
  • iron-based systems offer the possibility of activating the
  • the shape memory alloy contains besides iron and
  • a corresponding alloy system can be tailored to the specific
  • Alloy components are very well matched. For example, the strength increases significantly with the addition of carbon, chromium, molybdenum, titanium, niobium or vanadium.
  • Addition of manganese, carbon, chromium or nickel stabilizes the austenite phase, which can be used to increase the activation temperature.
  • the nucleus of the phase transformation is used.
  • a pseudoplastic or pseudoelastic shape memory alloy can be provided, for example, by providing the shape memory alloy with the following in addition to iron and unavoidable impurities
  • Alloy elements in wt .-% contains: 25% ⁇ Mn ⁇ 32%,
  • N ⁇ 0.07%, preferably 0.01% ⁇ N ⁇ 0.07%,
  • the thickness of the metallic layer is between 0.15 and 1.0 mm, in particular between 0.2 and 0.5 mm. It has been found that said thickness range allows for easy forming of the multilayer composite and at the same time still provides a high degree of stability while providing a
  • Multi-layer composite material in particular in connection with a non-metallic layer having a fiber-reinforced plastic.
  • the non-metallic layer may also be formed as a core layer.
  • the thickness of the non-metallic layer is between 0.3 and 2.0 mm, in particular between 0.4 and 1.0 mm.
  • the required strength and rigidity of the composite are given for the layer thicknesses mentioned.
  • the ratio of the thickness of the metallic layer to the thickness of the non-metallic layer is between 0.4 and 0.6, especially between 0.45 and 0.55. This ratio has changed for the
  • one of the metallic layers in particular one of the cover plates, comprises aluminum or an aluminum alloy.
  • one of the metallic layers consists entirely of aluminum or an aluminum alloy.
  • aluminum alloys are particularly suitable for lightweight multilayer composite materials.
  • a combination of carbon fiber reinforced plastic, for example, in a core layer having at least one aluminum or aluminum alloy cover plate results in a low weight of the multilayer composite material at the same time high strength.
  • aluminum or aluminum alloys are also advantageous for use in an outer cover plate. Unless aluminum or aluminum alloys are considered as
  • Shape memory material are used, these can be particularly easily formed due to their low yield strength when in a
  • Multi-layer composite material with at least one metallic layer Multi-layer composite material with at least one metallic layer
  • Shape memory material can be combined.
  • the multilayer composite material can still further metallic
  • Layers in particular cover plates, in particular outer cover plates, for example, have for corrosion protection.
  • a one- or two-sided coating of the metallic layers or non-metallic layers is conceivable, for example by means of metallic, organic or inorganic-organic coatings. Such coatings can in particular the function of a
  • the multi-layer composite material is preferably band-shaped or sheet-shaped. This enables economical further processing with high process reliability facilitates the handling and transport as well as the storage of the multilayer composite material.
  • Multi-layer composite material in particular a novel
  • Multilayer composite solved, in which at least one metallic, a shape memory material having layer is connected to at least one non-metallic, preferably plastic-containing layer.
  • connection between the at least one metallic layer and at least one non-metallic layer is made possible in particular by the influence of pressure and temperature.
  • the compound can be, for example, by rolling, calendering, laminating,
  • Gluing or extrusion of the non-metallic layer can be produced on the metallic layer.
  • the material of the non-metallic layer may already have been brought into a layer form before joining and only then be connected to the metallic layer. But it is also possible that
  • Material of the non-metallic layer for example by means of calendering or extrusion to connect directly in the production of the non-metallic layer with the metallic layer.
  • a first metallic, shape-memory material-containing metallic layer is heated to at least the activation temperature and preformed and
  • the metallic layer can be preformed and formed, for example, before the connection with the non-metallic layer. It can also be made first the compound of metallic layer and non-metallic layer and then a preforming and forming of the metallic layer in
  • Multi-layer composite material can be performed.
  • the deformation of the metallic layer containing the shape-memory material can be carried out simultaneously with the compound of the non-metallic, preferably plastic-containing layer. After the preforming of the metallic layer, the multilayer composite material can thus be produced in a single further combined operation, which increases the economic efficiency of the process.
  • the material of the non-metallic layer is preferably based on a thermoplastic material due to the requirements on the formability of the non-metallic layer and the possibility of
  • the deformation of the metallic layer can take place simultaneously with the lamination of the fibers in a plastic matrix.
  • the non-metallic layer is connected to at least one second metallic layer, which preferably consists of a
  • Shape memory material exists.
  • the multilayer composite can be given additional formability and stability.
  • a symmetrical arrangement of the layers is thus made possible.
  • the non-metallic layer may be bonded to at least one other metallic layer comprising aluminum or an aluminum alloy.
  • Aluminum or aluminum alloy have not only low weight and high corrosion resistance but also good rolling properties or
  • the multilayer composite material can be produced in a coil-to-coil process.
  • the metallic layer or the metallic layers can be provided on a coil and unwound.
  • the material of the non-metallic layer may also be available on a coil, especially in prefabricated form.
  • the components of the plastic, the fiber web and the plastic matrix may also be provided and unwound on coils. The winding up of the manufactured
  • Multi-layer composite material on a coil enables an economic
  • the multilayer composite can be produced in a coil / band-to-sheet / sheet process.
  • the multilayer composite material can first be manufactured economically and reliably in a band shape and then cut into sheets. Sheets simplify the handling of the multilayer composite material and are particularly easy to stack. Also, the sheets can already be made during the manufacturing process in a size that corresponds to the size required for further processing.
  • the abovementioned technical problem is solved by a semifinished product produced from a multilayer composite material according to the invention and by a method for producing a component using a semifinished product according to the invention, in which the semifinished product is heated to at least the activation temperature of the shape memory material a magnetic field is activated and the semifinished product is transformed over the shape memory of the shape memory material to the desired component.
  • a semifinished product according to the invention is provided, for example, from the multilayer composite according to the invention, wherein the shape memory material has a shape memory over a shape that differs from the shape of the
  • Shape memory material in the multilayer composite material is different.
  • Semi-finished products can be strip-shaped or be cut in the form of sheets, but optionally also further in terms of the final shape of the component to be produced in the technical or geometric sense.
  • the semifinished product is advantageous in terms of its properties, for example during handling, during transport or during its use in the production process.
  • the semifinished product can be delivered to the customer in the corresponding simple form, for example as sheet metal or strip.
  • the production of the component from the semifinished product is greatly simplified by the forming properties of the shape memory material.
  • the shape stored in shape memory already corresponds to the final shape of the component.
  • Shape memory material are activated and the component are manufactured. No further forming tools are needed for this.
  • Multi-layer composite of a of the invention
  • Multi-layer composite produced semifinished product and the method for producing a component using a semifinished product according to the invention is further to the comments on the inventive
  • Multi-layer composite material and referred to the drawing.
  • the drawing shows
  • Multi-layer composite material in a sectional view, a second embodiment of a
  • Multilayer composite in a sectional view, a third embodiment of a
  • Multilayer composite in a sectional view, an embodiment of a method for producing a multilayer composite, in a sectional view of two components made of the
  • a multilayer composite according to the invention a first exemplary embodiment of a schematic construction of a method for producing a multilayer composite in the coil-to-coil method, a second exemplary embodiment of a schematic structure of a method for producing a multilayer composite in the coil-to-coil method, a third exemplary embodiment of a schematic Construction of a Method for Producing a Multilayer Composite Material in the Coil / Band-to-Sheet / Sheet Metal Process, A Fourth Exemplary Embodiment of a Schematic Structure of a Process for Producing a Multilayer Composite Material in the Coil / Band-to-Sheet / Sheet Metal Process
  • Fig. 5a an embodiment of a semifinished product of an inventive
  • Multilayer composite in perspective Fig. 5b
  • Fig. La shows in a sectional view a first embodiment of a
  • Multilayer composite material 2 in which a non-metallic, preferably plastic core layer 4 is connected to a metallic layer, preferably a cover plate 6, which has a metallic shape memory material.
  • a cover plate 6 which has a metallic shape memory material.
  • the cover plate 6 has an iron-based
  • Shape memory alloy and the core layer 4 a thermoplastic and fiber-reinforced plastic, for example, a carbon fiber reinforced blend of polyamide and polyethylene.
  • the shape memory material of the cover plate 6 has a shape memory of a shape, which is different from the shape of the shape memory material shown here in the multilayer composite material.
  • Fig. Lb) shows a sectional view of a second embodiment of a
  • Multilayer composite 2 ' in which compared to the embodiment shown in Fig. La) on the opposite side of the cover plate 6, a further metal cover plate 8 is connected to the core layer 4.
  • the additional cover sheet 8 can have other materials, for example aluminum or an aluminum alloy.
  • the cover plate 8 may as well as the cover plate 6 have a metallic shape memory material.
  • the shape memory material of the cover plate 8 have a shape memory, which corresponds to the shape memory of the first cover plate 6, so that the forming properties of the cover plates 6, 8 assist in activation.
  • cover plates 6, 8 have approximately the same thickness, so that the multi-layer composite material is approximately symmetrical along its thickness.
  • the multilayer composite material 2 may also comprise a plurality of non-metallic layers as core layers 4a, 4b, wherein a metallic layer may be used Layer 6 with shape memory between the layers 4a, 4b is arranged.
  • a metallic layer may be used Layer 6 with shape memory between the layers 4a, 4b is arranged.
  • Fig. 2a) -e) show in a sectional view an embodiment of a method for producing a multilayer composite 2, 2 '.
  • a metallic layer for example, a metallic cover plate 6, which a
  • Shape memory material provided.
  • the cover plate 6 can be present in strip form.
  • the cover sheet is heated and preformed at least to the activation temperature of the shape memory material, for example, as shown in Fig. 2b) in a round or oval shape.
  • the cover sheet in Fig. 2c) is then cooled to a temperature below the activation temperature and reformed again, for example, back into a band shape.
  • the activation can also be effected, for example, via a corresponding magnetic field.
  • cover plate 6 is connected to a non-metallic layer, for example the core layer 4, wherein the deformation of the cover plate 6 can be done before bonding to the core layer 4, as shown in Fig. 2c), or simultaneously with the connection with the core layer 4 in Fig. 2d).
  • a non-metallic layer for example the core layer 4, wherein the deformation of the cover plate 6 can be done before bonding to the core layer 4, as shown in Fig. 2c), or simultaneously with the connection with the core layer 4 in Fig. 2d).
  • Multilayer composite material 2 in Fig. 2d) now corresponds to the embodiment shown in Fig. La), wherein the shape memory material has a shape memory on the shape shown in Fig. 2b) or alternatively a shape between Fig. 2b) and Fig. 2a), when the shape memory effect designed so that no complete
  • a metallic layer for example a further cover sheet 8
  • a metallic layer for example a further cover sheet 8
  • the multilayer composite material 2 'in Fig. 2e) now also corresponds to the embodiment shown in Fig. Lb), wherein the shape memory material a
  • FIG. 2f) shows in a sectional view a component 10 produced from the multilayer composite material 2 shown in FIG. 2d).
  • the production of the component 10 can be effected by forming tools, wherein additionally the forming properties of the shape memory material are at least heated by warming up
  • Activation temperature can be used. In particular, that happens
  • Multilayer composite material 2 at least to the activation temperature, in which the shape memory of the shape memory material in the cover plate 6 is activated and the shape of the cover plate 6 of Fig. 2b) or a shape between Fig. 2b) and Fig. 2a) is restored. It is then a self-transforming multi-layer composite material 2.
  • FIG. 2g shows a component 10 'produced from the multilayer composite 2' shown in FIG. 2e).
  • Fig. 3a shows a first embodiment of a schematic structure of a method for producing a multilayer composite material 2 in the coil-to-coil method, in which initially a band-shaped metallic cover plate 6 is unwound from a coil 12. In a first preforming stage 14, the cover plate 6 is heated to at least the activation temperature TA and preformed.
  • the cover plate 6 is cooled in the second forming stage 16 below the activation temperature TA and reshaped, for example, back into a band shape.
  • the material of the core layer 4 is from a second coil 18th
  • FIG. 3b) shows a second embodiment of a schematic structure of a method for producing a multilayer composite material 2 in the coil-to-coil method.
  • the method shown in FIG. 3 b) differs from the method shown in FIG. 3 a) in that instead of a separate second forming stage 16 and a connecting device 20 in FIG
  • FIG. 4a shows a third embodiment of a schematic structure of a
  • FIG. 4 a) Process for producing a multilayer composite material 2 in the coil / strip-to-sheet / sheet metal process.
  • the method shown in FIG. 4 a) differs from the method shown in FIG. 3 a) in that in FIG.
  • Multilayer composite 2 is not wound on a coil 22, but in a connecting device 20 downstream band divider 26 is processed into sheets 28.
  • Fig. 4b shows a fourth embodiment of a schematic structure of a method for producing a multilayer composite material in the coil / tape-to-sheet / sheet metal method, in which analogous to Fig. 3b), the deformation of
  • Fig. 5a shows an embodiment of a semifinished product 30 from a
  • the semi-finished product is made of a
  • Multi-layer composite material 2 with a core layer 4 and a cover plate 6 produced.
  • the multilayer composite material 2 was already cut into a shape corresponding to the component 10 to be produced and has the
  • the semifinished product 30 can first be heated to at least the activation temperature of the shape memory material and then, in particular, including a shape memory, be converted into the final shape of the component 32.
  • the cover plate 6 of the semifinished product 30 preferably has a shape memory via a shape which corresponds to the component 32 to be produced. Then, the component 32 can only by heating the semifinished product 30 via the activation temperature TA by activating the
  • Shape memory material can be produced without further forming tools.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtverbundwerkstoff mit mindestens einer nichtmetallischen, vorzugsweise Kunststoff aufweisenden Schicht und mit mindestens einer metallischen Schicht, wobei die mindestens eine metallische Schicht ein erstes metallisches Formgedächtnismaterial aufweist. Die technische Aufgabe, einen Mehrschichtverbundwerkstoff und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, bei welchem eine Problematik in Bezug auf die Umformeigenschaften entscheidend verbessert oder sogar vermieden werden kann, wird dadurch gelöst, dass mindestens eine zweite metallische Schicht vorgesehen ist und die mindestens zwei metallischen Schichten an gegenüberliegenden Seiten der nichtmetallischen Schicht angeordnet sind. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtverbundwerkstoffes sowie ein aus dem erfindungsgemäßen Mehrschichtverbundwerkstoff hergestelltes Halbzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils unter Verwendung des erfindungsgemäßen Halbzeugs.

Description

MEHRSCHICHTVERBUNDWERKSTOFF, VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG UND HALBZEUG MIT METALLISCHEM FORMGEDÄCHTNISMATERIAL
Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtverbundwerkstoff mit mindestens einer nichtmetallischen, vorzugsweise Kunststoff aufweisenden Schicht und mit mindestens einer metallischen Schicht, wobei die mindestens eine metallische Schicht ein erstes Formgedächtnismaterial aufweist. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtverbundwerkstoffes sowie ein aus dem
erfindungsgemäßen Mehrschichtverbundwerkstoff hergestellten Halbzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils unter Verwendung des erfindungsgemäßen Halbzeugs.
Unter Mehrschichtverbundwerkstoffen versteht man ganz oder teilweise geschichtete Verbünde aus mindestens zwei verschiedenen Materialien in zwei oder mehr
Schichten. Gebräuchlich sind Mehrschichtverbundwerkstoffe, vorzugsweise
Sandwichverbundwerkstoffe aus drei Schichten, welche beispielsweise durch eine innenliegende Kernschicht, welche mit zwei äußeren Deckschichten, insbesondere Deckblechen verbunden ist, gebildet werden. Die Deckbleche weisen dabei ein von dem Material der Kernschicht verschiedenes Material auf. Die Deckbleche können untereinander verschiedene oder die gleichen Materialien aufweisen. Dabei sind die Schichten nicht notwendigerweise flächendeckend ausgebildet.
Die in dem Mehrschichtverbundwerkstoff, insbesondere Sandwichverbundwerkstoff zu verwendenden Materialen sowie die Struktur und Dicke der Schichten können anhand ihrer Eigenschaften für den jeweiligen Einsatzzweck ausgesucht werden, um im Ergebnis einen Mehrschichtverbundwerkstoff zu erhalten, der eine vorteilhafte Kombination der Eigenschaften der einzelnen Materialien aufweist. Die Verwendung von Mehrschichtverbundwerkstoffen zielt somit darauf ab, eine Kombination von verschiedenen Materialeigenschaften bereitzustellen, welche mit einem einzigen Material nur schwierig, kostenintensiv oder sogar überhaupt nicht realisiert werden könnte.
Zu den gewünschten Materialeigenschaften zählen beispielsweise hohe Festigkeit, geringes Gewicht, gute Korrosionsbeständigkeit, hohe Wirtschaftlichkeit, sowie verbesserte Eigenschaften in Bezug auf die Verbindung von Materialien,
beispielsweise mittels Schweißen, Löten oder Kleben. Mehrschichtverbundwerkstoffe können auch eine verbesserte Umformbarkeit und hohe Verschleißhärte aufweisen. Durch eine vorteilhafte Materialkombination können dabei sogar nicht nur
Materialeigenschaften des Mehrschichtverbundwerkstoffes erzeugt werden, welche der Summe der Eigenschaften der einzelnen Materialien entsprechen. Die einzelnen Eigenschaften können sich derart ergänzen, dass der Mehrschichtverbundwerkstoff in seinen Eigenschaften die Summe der Beiträge der einzelnen Materialien übertrifft. Bei der zielgerichteten Umformung von Mehrschichtverbundwerkstoffen,
beispielsweise beim Umformen eines blechförmigen Sandwichverbundwerkstoffs in ein Bauteil durch Gesenkformen, Formwalzen oder Freiformen, sind jedoch aus dem Stand der Technik Probleme bekannt. So können sich gerade die verschiedenen Materialeigenschaften der Schichten des Mehrschichtverbundwerkstoffs als problematisch erweisen. Die Schichten können verschiedene Reaktionen auf den
Umformprozess zeigen, etwa auf den Einfluss der mechanischen Belastungen in Form von Biegung, Dehnung und Schubspannung. Eine zusätzliche Problematik ergibt sich durch den Einfluss von Temperatur, etwa durch Temperaturdifferenzen und
Temperaturgradienten innerhalb des Werkstoffes beim Umformprozess oder auch durch sehr hohe eingestellte Temperaturen beim Warmumformen. Dadurch werden nicht nur die einzelnen Materialen selbst, sondern auch deren Verbindung
untereinander im Mehrschichtverbundwerkstoff belastet.
Derartige Probleme können sich beispielsweise darin äußern, dass die nach der Umformung resultierende Dicke des Werkstoffs unerwünschte Variationen aufweist. Dies kann unter anderem durch unterschiedliche Materialverdrängung der Schichten beim Umformen verursacht werden. Es kann auch eine Ablösung der Schichten voneinander, beispielsweise in Form vom Delamination bei laminierten Verbundwerkstoffen, stattfinden. Dadurch werden die hergestellten Bauteile strukturell geschwächt und weisen zudem eine schlechte Maßhaltigkeit auf. Besonders bei metallischen Schichten, insbesondere Deckblechen und Schichten, insbesondere Kernschichten aus Kunststoffen, insbesondere aus faserverstärkten Kunststoffen, stellt sich bei einem Umformen insbesondere eines
Mehrschichtverbundwerkstoffes zudem die Herausforderung, dass hohe Haltekräfte beispielsweise bei Deckblechen aus Stahl zwar eine Faltenbildung vermindern, aber einen Faserbruch in der Kernschicht begünstigen. Dadurch wird der Umformgrad derartiger Mehrschichtverbundwerkstoffe begrenzt.
Als Stand der Technik wird auf die Offenlegungsschrift CN 103 895 287 AI verwiesen. Ausgehend vom Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die technische Aufgabe zugrunde, einen Mehrschichtverbundwerkstoff und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, bei welchem die oben genannte Problematik in Bezug auf die Umformeigenschaften entscheidend verbessert oder sogar vermieden werden kann. Die zuvor genannte technische Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre dadurch gelöst, dass mindestens eine zweite metallische Schicht vorgesehen ist und die mindestens zwei metallischen Schichten an gegenüberliegenden Seiten der
nichtmetallischen Schicht angeordnet sind. Dadurch können die Eigenschaften des metallischen Formgedächtnismaterials genutzt werden, um die strukturelle Integrität der nichtmetallischen Schicht auch während des Umformens oder bei Belastungen zu erhalten. Insbesondere kann die pseudoplastische oder pseudoelastische
Nachgiebigkeit des metallischen Formgedächtnismaterials genutzt werden, um zu hohe Belastungen von nichtmetallischen Schichten bzw. metallischen Schichten ohne Formgedächtniseigenschaften beim Umformen zu unterbinden. So kann eine
Übertragung hoher Biegekräfte oder Schubspannungen beispielsweise von
metallischen Schichten auf nichtmetallische Schichten vermieden werden. Die hohe Dehnbarkeit des metallischen Formgedächtnismaterials im pseudoplastischen Zustand ist insbesondere in Verbindung mit einer ein dehnbares Material
aufweisenden nichtmetallischen Schicht vorteilhaft. Mehrschichtverbundwerkstoffe in Form von Sandwichverbundwerkstoffen, welche mindestens eine äußere Deckschicht aus einer Formgedächtnislegierung aufweisen, profitieren aufgrund der
außenliegenden Metallschichten besonders vom Erhalt der Integrität der
nichtmetallischen Schicht. Für den erfindungsgemäßen Mehrschichtverbundwerkstoff ist mindestens eine zweite metallische Schicht, beispielsweise ein zweites ein metallisches Formgedächtnismaterial aufweisendes Deckblech vorgesehen und die mindestens zwei metallischen Schichten, beispielsweise die mindestens zwei
Deckbleche sind an gegenüberliegenden Seiten der nichtmetallischen Schicht, beispielsweise der Kernschicht angeordnet. Für die Anordnung der Schichten sind verschiedene Kombinationen möglich, so können mehrere metallische Schichten vorgesehen sein oder auch mehrere nichtmetallische Schichten. Dabei ist es denkbar, dass zumindest eine nichtmetallische Schicht im Mehrschichtverbundwerkstoff außen angeordnet ist. Bevorzugt liegt zumindest eine nichtmetallische Schicht, insbesondere eine Kernschicht jedoch innen und wird an beiden Seiten durch metallische Schichten beispielsweise durch Deckbleche abgedeckt. Dadurch stellen die Deckbleche eine Schutzfunktion gegen mechanische Belastungen und Alterungseffekte bereit. Auch kann dadurch der Mehrschichtverbundwerkstoff an der Fläche, beispielsweise durch Schweißen oder Löten, mit weiteren, insbesondere metallischen Bauteilen verbunden werden. Weiter bevorzugt weisen auf gegenüberliegenden Seiten der Kernschicht angeordneten metallischen Schichten ein metallisches Formgedächtnismaterial auf, insbesondere bestehen die metallischen Schichten aus einem metallischen
Formgedächtnismaterial. Dadurch können die Umformeigenschaften der einzelnen metallischen Schichten beidseitig kombiniert und auch eine kooperative Aktivierung des Formgedächtnismaterials der metallischen Schichten bewirkt werden.
Insbesondere kann der Aufbau des Mehrschichtverbundwerkstoff entlang der Dicke symmetrisch sein, so dass der Mehrschicht-, insbesondere der
Sandwichverbundwerkstoff gleiche Umformeigenschaften von beiden Seiten aufweist. Alternativ kann die mindestens zweite metallische Schicht keine
Formgedächtniseigenschaft aufweisen. Metallische Formgedächtnismaterialien stellen zudem hohe Kraftschlusskräfte und Formschlusskräfte bereit. Ferner weisen metallische Formgedächtnismaterialien gegenüber vielen nichtmetallischen Werkstoffen den Vorteil auf, dass diese
beispielsweise in Bezug auf mechanische Belastungen oder gegen Alterung und Korrosion beständigere und damit hochwertigere Oberflächen bilden können.
Vorzugsweise ist die mindestens eine metallische Schicht, die beispielsweise als Deckblech fungieren kann, vollständig aus einem metallischen
Formgedächtnismaterial ausgebildet. Dadurch weist die metallische Schicht bzw. das Deckblech die vorteilhaften Eigenschaften des metallischen Formgedächtnismaterials homogen über seine Fläche auf. Es ist aber auch möglich, dass die metallische Schicht bzw. das Deckblech nur teilweise aus einem metallischen Formgedächtnismaterial besteht, beispielsweise dass Streifen, Patches oder ein Gewebe aus metallischem Formgedächtnismaterial in die metallische Schicht bzw. das Deckblech eingearbeitet sind.
Weiter kann das Formgedächtnis der mindestens einen metallischen Schicht bzw. des mindestens einen Deckblechs vorteilhaft für die Umformeigenschaften des
Mehrschichtverbundwerkstoffes genutzt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Mehrschichtverbundwerkstoffes weist das Formgedächtnismaterial ein
Formgedächtnis einer zuvor eingebrachten Form auf. Dadurch kann das
Formgedächtnismaterial aktiviert werden, indem es mindestens auf die
Aktivierungstemperatur erwärmt wird und die durch das Formgedächtnis
verursachte Formänderung eine Umformung des Mehrschichtverbundwerkstoffes unterstützt. Alternativ zum durch Erwärmung aktivierten Formgedächtnismaterial kann erfindungsgemäß auch ein Formgedächtnismaterial verwendet werden, welches durch ein Magnetfeld aktiviert wird.
Vorzugsweise kann auch die Umformung des Mehrschichtverbundwerkstoffes alleine durch die Aktivierung des Formgedächtnismaterials stattfinden. Dann ist der
Mehrschichtverbundwerkstoff selbstumformend und zur Umformung bedarf es keiner weiteren Umformwerkzeuge wie Gesenke oder Walzen. Der Mehrschichtverbundwerkstoff muss lediglich über die Aktivierungstemperatur aufgeheizt bzw. durch ein entsprechendes Magnetfeld aktiviert werden, was den Aufwand für die Umformung erheblich reduziert. Als Kunststoff in der nichtmetallischen Schicht, beispielsweise in einer Kernschicht können duroplastische Kunststoffe verwendet werden, welche sehr temperaturstabil sind. Auch geschäumte Kunststoffe, insbesondere solche mit Gaseinschlüssen, sind denkbar. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die nichtmetallische Schicht bzw. Kernschicht einen thermoplastischen Kunststoff auf. Thermoplastische
Kunststoffe enthalten beispielsweise Polyolefine, Polyamide, Polyester, Polyethylene, Polypropylene, Polyurethane oder ein Blend der unterschiedlichen Kunststoffe.
Vorzugsweise basiert der thermoplastische Kunststoff in der nichtmetallischen Schicht bzw. Kernschicht auf Polyamid, Polyethylen oder einem Blend aus Polyamid und Polyethylen, insbesondere auf einem PA6-Polyamid mit einem Anteil an aufgepfropften Polyethylenen und einem reaktivem Copolymer. Beide
thermoplastischen Kunststoffe lassen sich sehr gut verarbeiten und sind im warmen Zustand gut verformbar. In Bezug auf die Umformeigenschaften des
Mehrschichtverbundwerkstoffes stellen thermoplastische Kunststoffe und
Formgedächtnismaterialien somit eine sehr vorteilhafte Materialkombination dar. Optional kann die mindestens eine nichtmetallische Schicht bzw. Kunststoffschicht Formgedächtniseigenschaften aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Mehrschichtverbundwerkstoffes liegt die Glasübergangstemperatur oder Schmelztemperatur des thermoplastischen
Kunststoffes im Bereich von ±100°C, insbesondere ±50°C, vorzugsweise ±25°C der Aktivierungstemperatur des Formgedächtnismaterials. Durch eine Annäherung der Glasübergangstemperatur oder der Schmelztemperatur mit der
Aktivierungstemperatur können die vorteilhaften Umformeigenschaften des
Formgedächtnismaterials und des thermoplastischen Kunststoffes optimal genutzt werden, da beide Materialien beispielsweise beim Aufheizen annähernd gleichzeitig in einen sehr formbaren Zustand gebracht werden. Insbesondere die Nutzung des Formgedächtnisses kann dann auf günstige Weise im Zusammenhang mit den thermoplastischen Eigenschaften geschehen. Je nach erwünschten Umformgrad kann bei amorphen thermoplastischen Kunststoffen dabei die Glasübergangstemperatur entscheidend sein, während bei teilkristallinen oder hochkristallinen
thermoplastischen Kunststoffen auch die Schmelztemperatur herangezogen werden kann. Die Differenz zwischen Schmelztemperatur und Aktivierungstemperatur bei teilkristallinen oder hochkristallinen thermoplastischen Kunststoffen kann auch entsprechend dem Grad der Kristallinität gewählt werden, so dass insbesondere bei höherer Kristallinität näher am Schmelzpunkt umgeformt werden kann. Vorzugsweise ist dabei die Glasübergangstemperatur oder Schmelztemperatur kleiner als die Aktivierungstemperatur, so dass bei einem Aufheizen des
Mehrschichtverbundwerkstoffes zunächst der thermoplastische Kunststoff gut verformbar wird und anschließend der Übergang des Formgedächtnismaterials in den pseudoelastischen Zustand und/oder das Aktivieren des Formgedächtnisses vollzogen wird. Die jeweiligen Temperaturen können dabei unter Normalbedingungen bestimmt werden, beispielsweise mit einer Methode der Differential Scanning Calorimetry bei einer Heizrate von 10 K/min mit einer Auswertung nach DIN 51007.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Mehrschichtverbundwerkstoffes weist die nichtmetallische Schicht, beispielsweise Kernschicht einen faserverstärkten
Kunststoff auf. Dazu enthält der Kunststoff beispielsweise Glas-, Kohle-, Aramid-, Polyethylen-, Basalt-, Bor- oder Metallfasern. Insbesondere Kohlefasern bieten maximale Festigkeit bei geringstem Gewicht und eignen sich damit für eine Vielzahl von Anwendungen, für welche ein hohes Lastaufnahmevermögen bei einem geringen Gewicht gefordert wird.
Der Mehrschichtverbundwerkstoff ermöglicht damit die Herstellung von Bauteilen, die derart geformt sind, dass ein Drapieren von Fasergeweben auf konventionelle Art Schwierigkeiten bereiten würde, beispielsweise beim Formen mit engen Biegungen. Es hat sich herausgestellt, dass die durch das Aktivieren des Formgedächtnismaterials freiwerdende Kraft zum Umformen ausreicht, um die Fasern selbstständig zu drapieren. Ebenso wird durch die Nachgiebigkeit des pseudoplastischen bzw. pseudoelastischen Formgedächtnismaterials das Risiko des Faserbruchs beim
Umformen reduziert.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Mehrschichtverbundwerkstoffs wird als Formgedächtnismaterial eine eisenbasierende Formgedächtnislegierung verwendet. Formgedächtnislegierungen können sehr hohe Kraft- oder Formschlusskräfte bereitstellen. Beispielsweise kommen als Formgedächtnislegierungen Nickel-Titan, Nickel-Titan-Kupfer-, Kupfer-, Nickel-Aluminium, Kupfer-Aluminium-Nickel-, Nickel- Mangan-Gallium-, Eisen-Palladium-, Eisen-Palladium-Platin-, Eisen-Mangan-Silizium-, Eisen-Mangan-Silizium-Chrom- oder Eisen-Mangan-Silizium-Chrom-Nickel-basierte Formgedächtnislegierungen in Frage. Die genannten Eisensysteme, also Eisen- Mangan-Silizium, Eisen-Mangan-Silizium-Chrom oder Eisen-Mangan-Silizium-Chrom- Nickel können auch in der Massenproduktion eingesetzt werden, da diese relativ kostengünstig im Vergleich zu den anderen Legierungssystemen sind. Darüber hinaus bieten die eisenbasierten Systeme die Möglichkeit, die Aktivierung der
Formgedächtniseigenschaften durch eine effiziente induktive Erwärmung zu gewährleisten, so dass die Aktivierung auf besonders einfache Art und Weise gelingt und gezielt - auch partiell - eingebracht werden kann. Ähnliches gilt für weitere eisenbasierte Legierungen.
Beispielsweise enthält die Formgedächtnislegierung neben Eisen und
unvermeidbaren Verunreinigungen die folgenden Legierungselemente in Gew.-%:
12 % < Mn < 45 %,
1 % < Si < 10 %,
Cr < 20 %,
Ni < 20%,
Mo < 20%,
Cu < 20%,
Co < 20%,
AI < 10%, Mg < 10%,
V < 2 %,
Ti < 2 %,
Nb < 2 %,
W < 2 %,
C < 1 %,
N < 1 %,
P < 0,3 %,
Zr < 0,3 %,
B < 0,01 %.
Ein entsprechendes Legierungssystem kann auf die spezifischen
Festigungseigenschaften durch die Auswahl der unterschiedlichen
Legierungskomponenten sehr gut abgestimmt werden. Beispielsweise erhöht sich die Festigkeit bei Zugabe von Kohlenstoff, Chrom, Molybdän, Titan, Niob oder Vanadium deutlich.
Zugabe von Mangan, Kohlenstoff, Chrom oder Nickel stabilisieren die Austenitphase, was zu einer Erhöhung der Aktivierungstemperatur genutzt werden kann. Eine Kombination von mindestens je einem Element aus den Gruppen Vanadium, Titan, Niob, Wolfram einerseits und mindestens je einem Element aus den Gruppen
Kohlenstoff, Stickstoff, Bor andererseits führt zur Bildung von Ausscheidungen im Gefüge und somit zur Vereinfachung oder zum Entfall der thermomechanischen Materialbehandlung , da z. B. das Spannungsfeld um die Ausscheidungen als
Keimstelle der Phasentransformation genutzt wird.
Eine pseudoplastische bzw. eine pseudoelastische Formgedächtnislegierung kann beispielsweise dadurch bereitgestellt werden, dass die Formgedächtnislegierung neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen die folgenden
Legierungselemente in Gew.-% enthält: 25 % < Mn < 32 %,
3 % < Si < 8 %,
3 % < Cr < 6 %,
Ni < 3 %,
C < 0,07 %, bevorzugt 0,01 % < C < 0,07 %, und/oder
N < 0,07 %, bevorzugt 0,01 % < N < 0,07 %,
0,1 % < Ti < 1,5 % oder
0,1 % < Nb < 1,5 % oder
0,1 % < W < 1,5 % oder
0,1 % < V < 1,5 %.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Mehrschichtverbundwerkstoffes, beispielsweise eines Sandwichverbundwerkstoffes liegt die Dicke der metallischen Schicht, beispielsweise des Deckblechs zwischen 0,15 und 1,0 mm, insbesondere zwischen 0,2 und 0,5 mm. Es hat sich herausgestellt, dass der genannte Dickenbereich eine leichte Umformung des Mehrschichtverbundwerkstoffes ermöglicht und gleichzeitig noch ein hohes Maß an Stabilität bereitstellt, während er einen
hinreichenden Wärmeübergang in die Kernschicht ermöglicht. Ebenso übt bei einer Aktivierung des Formgedächtnismaterials eine metallischen Schicht in dem genannten Dickenbereich ausreichende Umformkräfte zur Verformung des
Mehrschichtverbundwerkstoffes aus, insbesondere im Zusammenhang mit einer nichtmetallischen Schicht, welche einen faserverstärkten Kunststoff aufweist. Bei Sandwichverbundwerkstoffen kann die nichtmetallische Schicht auch als Kernschicht ausgebildet sein.
Vorzugsweise liegt die Dicke der nichtmetallischen Schicht zwischen 0,3 und 2,0 mm, insbesondere zwischen 0,4 und 1,0 mm. Bei den genannten Schichtdicken ist einerseits die notwendige Festigkeit und Steifigkeit des Verbundes gegeben.
Andererseits wird eine ausreichende Gewichtsreduzierung im Vergleich zu einem Vollmaterial erzielt. Weiter bevorzugt ist es, wenn das Verhältnis der Dicke der metallischen Schicht zu der Dicke der nichtmetallischen Schicht zwischen 0,4 und 0,6, insbesondere zwischen 0,45 und 0,55 liegt. Dieses Verhältnis hat sich für die
Umformeigenschaften unter Aktivierung des Formgedächtnismaterials als vorteilhaft herausgestellt. In einer weiteren Ausführungsform des Mehrschichtverbundwerkstoffes weist eine der metallischen Schichten, insbesondere eines der Deckbleche Aluminium oder eine Aluminiumlegierung auf. Vorzugsweise besteht eine der metallischen Schichten vollständig aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Aluminium oder
Aluminiumlegierungen eignen sich aufgrund ihres geringen Gewichts besonders für leichte Mehrschichtverbundwerkstoffe. Insbesondere eine Kombination von kohlefaserverstärktem Kunststoff beispielsweise in einer Kernschicht mit mindestens einem Aluminium oder eine Aluminiumlegierung aufweisenden Deckblech ergibt ein geringes Gewicht des Mehrschichtverbundwerkstoffes bei gleichzeitiger hoher Festigkeit. Aufgrund ihrer hohen Korrosionsbeständigkeit sind Aluminium oder Aluminiumlegierungen auch für die Anwendung in einem äußeren Deckblech vorteilhaft. Sofern Aluminium oder Aluminiumlegierungen nicht als
Formgedächtnismaterial eingesetzt werden, können diese aufgrund ihrer geringen Streckgrenze besonders leicht umgeformt werden, wenn sie in einem
Mehrschichtverbundwerkstoff mit mindestens einer metallischen Schicht aus
Formgedächtnismaterial kombiniert werden.
Der Mehrschichtverbundwerkstoff kann allerdings noch weitere metallische
Schichten, insbesondere Deckbleche, insbesondere äußere Deckbleche, beispielsweise zum Korrosionsschutz aufweisen. Auch ist eine ein- oder zweiseitige Beschichtung der metallischen Schichten oder nichtmetallischen Schichten denkbar, beispielsweise mittels metallischen, organischen oder anorganisch-organischen Beschichtungen. Solche Beschichtungen können insbesondere die Funktion einer
Korrosionsschutzschicht haben oder einen gewünschten optischen Effekt
herbeiführen.
Der Mehrschichtverbundwerkstoff ist vorzugsweise band- oder blechförmig. Dies ermöglicht eine wirtschaftliche Weiterverarbeitung bei hoher Prozesssicherheit, erleichtert die Handhabung und den Transport sowie die Lagerung des Mehrschichtverbundwerkstoffes.
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die zuvor genannte technische Aufgabe in Bezug auf ein Verfahren zur Herstellung eines
Mehrschichtverbundwerkstoffes, insbesondere eines erfindungsgemäßen
Mehrschichtverbundwerkstoffes, gelöst, bei dem mindestens eine metallische, ein Formgedächtnismaterial aufweisende Schicht mit mindestens einer nichtmetallischen, vorzugsweise Kunststoff aufweisenden Schicht verbunden wird.
Die Verbindung zwischen der mindestens einen metallischen Schicht und mindestens einen nichtmetallischen Schicht, beispielsweise dem Deckblech und der Kernschicht wird insbesondere durch den Einfluss von Druck und Temperatur ermöglicht. Die Verbindung kann beispielsweise durch Aufwalzen, Kalandrieren, Laminieren,
Verkleben oder Extrusion der nichtmetallischen Schicht auf die metallische Schicht erzeugt werden. Dabei kann das Material der nichtmetallischen Schicht schon bereits vor dem Verbinden in eine Schichtform gebracht worden sein und erst anschließend mit der metallischen Schicht verbunden werden. Es ist aber auch möglich, das
Material der nichtmetallischen Schicht beispielsweise mittels Kalandrieren oder Extrusion direkt bei der Erzeugung der nichtmetallischen Schicht mit der metallischen Schicht zu verbinden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird bei dem Verfahren beispielsweise eine erste metallisches, ein Formgedächtnismaterial aufweisende metallische Schicht mindestens auf die Aktivierungstemperatur erwärmt und vorgeformt und
anschließend die metallische, ein Formgedächtnismaterial aufweisende Schicht auf eine Temperatur unterhalb der Aktivierungstemperatur abgekühlt und erneut umgeformt. Dadurch kann die selbstumformende Eigenschaft des Formgedächtnisses in dem hergestellten Mehrschichtverbundwerkstoff genutzt werden. Die metallische Schicht kann dabei beispielsweise vor der Verbindung mit der nichtmetallischen Schicht vorgeformt und umgeformt werden. Es kann ebenso zuerst die Verbindung von metallischer Schicht und nichtmetallischer Schicht hergestellt werden und anschließend eine Vorformung und Umformung der metallischen Schicht im
Mehrschichtverbundwerkstoff durchgeführt werden.
Die Umformung der das Formgedächtnismaterial aufweisenden metallischen Schicht kann gleichzeitig mit der Verbindung der nichtmetallischen, vorzugsweise Kunststoff aufweisenden Schicht durchgeführt werden. Nach der erfolgten Vorformung der metallischen Schicht kann der Mehrschichtverbundwerkstoff somit in einem einzigen weiteren kombinierten Arbeitsschritt hergestellt werden, was die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhöht. Das Material der nichtmetallischen Schicht basiert dabei vorzugsweise auf einem thermoplastischen Kunststoff aufgrund der Anforderungen an die Umformbarkeit der nichtmetallischen Schicht und der Möglichkeit,
eigenschaftsbestimmende Temperaturen der nichtmetallischen Schicht in ein gezieltes Verhältnis mit der Aktivierungstemperatur des Formgedächtnismaterials zu bringen. Bei der Verwendung eines faserverstärkten Kunststoffes kann insbesondere die Umformung der metallischen Schicht gleichzeitig mit dem Laminieren der Fasern in einer Kunststoffmatrix geschehen.
In einer weiteren Ausführungsform wird die nichtmetallische Schicht mit mindestens einer zweiten metallischen Schicht verbunden, welches bevorzugt aus einem
Formgedächtnismaterial besteht. Durch das Vorsehen von mindestens einer zweiten metallischen Schicht mit Formgedächtnis kann dem Mehrschichtverbundwerkstoff zusätzliche Umformbarkeit und Stabilität verliehen werden. Insbesondere eine symmetrische Anordnung der Schichten wird damit ermöglicht. Die nichtmetallische Schicht kann mit mindestens einer weiteren metallischen Schicht verbunden werden, welches Aluminium oder eine Aluminiumlegierung aufweist. Aluminium oder Aluminiumlegierung weisen neben einem geringen Gewicht und hoher Korrosionsbeständigkeit auch gute Eigenschaften beim Walzen oder
Verpressen auf, so dass Aluminium oder eine Aluminiumlegierung aufweisende metallische Schichten wirtschaftlich günstig und prozesssicher verarbeitetet werden können. In dem erfindungsgemäßen Verfahren können noch zusätzliche metallische oder nichtmetallische Schichten verarbeitet werden, insbesondere in Verbindung mit zusätzlichen Beschichtungen. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Mehrschichtverbundwerkstoff in einem Coil-to-Coil-Verfahren hergestellt werden. Dies ermöglicht ein wirtschaftliches und prozesssicheres Verfahren. Dabei kann die metallische Schicht oder die metallischen Schichten auf einem Coil bereitgestellt und abgewickelt werden. Das Material der nichtmetallischen Schicht kann ebenfalls auf einem Coil zur Verfügung stehen, insbesondere in vorgefertigter Form. Bei einer auf einem faserverstärkten Kunststoff basierenden nichtmetallischen Schicht können die Komponenten des Kunststoffs, das Fasergewebe und die Kunststoffmatrix ebenso auf Coils bereitgestellt und abgewickelt werden. Das Aufwickeln des hergestellten
Mehrschichtverbundwerkstoffes auf ein Coil ermöglicht eine wirtschaftliche
Weiterverarbeitung, erleichtert die Handhabung und den Transport sowie die Lagerung des hergestellten Mehrschichtverbundwerkstoffes.
Ferner kann der Mehrschichtverbundwerkstoff in einem Coil/Band-to-Sheet/Blech- Verfahren hergestellt werden. Der Mehrschichtverbundwerkstoff kann dadurch zunächst wirtschaftlich und prozesssicher in einer Bandform hergestellt und anschließend in Bleche zugeschnitten werden. Bleche vereinfachen die Handhabung des Mehrschichtverbundwerkstoffes und sind insbesondere leicht stapelbar. Auch können die Bleche bereits während des Herstellungsverfahrens in eine Größe gebracht werden, die der für eine Weiterverarbeitung benötigten Größe entspricht.
Gemäß einer dritten und vierten Lehre wird die oben genannte technische Aufgabe durch ein aus einem erfindungsgemäßen Mehrschichtverbundwerkstoff hergestellten Halbzeug gelöst sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Halbzeugs, bei dem das Halbzeug mindestens auf die Aktivierungstemperatur des Formgedächtnismaterials erwärmt wird bzw. durch ein Magnetfeld aktiviert wird und das Halbzeug sich über das Formgedächtnis des Formgedächtnismaterials zu dem gewünschten Bauteil umformt. Ein erfindungsgemäßes Halbzeug wird beispielsweise aus dem erfindungsgemäßen Mehrschichtverbundwerkstoff bereitgestellt, wobei das Formgedächtnismaterial ein Formgedächtnis über eine Form aufweist, welche von der Form des
Formgedächtnismaterials im Mehrschichtverbundwerkstoff verschieden ist. Das
Halbzeug kann dabei bandförmig sein oder in Form von Blechen, optional jedoch auch schon weiter in Hinsicht auf die Endform des herzustellenden Bauteils im technischen oder geometrischen Sinne zugeschnitten sein. Dadurch ist das Halbzeug vorteilhaft in seinen Eigenschaften, beispielsweise in der Handhabung, während des Transports oder während dessen Verwendung im Herstellungsprozess. Das Halbzeug kann in der entsprechenden einfachen Form, beispielsweise als Blech oder Band, zum Kunden ausgeliefert werden.
Die Herstellung des Bauteils aus dem Halbzeug wird durch die Umformeigenschaften des Formgedächtnismaterials stark vereinfacht. Vorzugsweise entspricht die im Formgedächtnis gespeicherte Form bereits der Endform des Bauteils. Damit kann durch Aufheizen des Halbzeugs bzw. durch entsprechende Magnetfelder das
Formgedächtnismaterial aktiviert werden und das Bauteil hergestellt werden. Hierfür werden keine weiteren Umformwerkzeuge benötigt.
Zu den Ausgestaltungen und Vorteilen des Verfahrens zur Herstellung eines
Mehrschichtverbundwerkstoffes, des aus einem erfindungsgemäßen
Mehrschichtverbundwerkstoff hergestellten Halbzeugs und des Verfahrens zur Herstellung eines Bauteils unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Halbzeugs wird weiter auf die Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen
Mehrschichtverbundwerkstoff verwiesen sowie auf die Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
Fig. la) in einer Schnittansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines
Mehrschichtverbundwerkstoffes, in einer Schnittansicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines
Mehrschichtverbundwerkstoffes, in einer Schnittansicht ein drittes Ausführungsbeispiel eines
Mehrschichtverbundwerkstoffes, in einer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtverbundwerkstoffes, in einer Schnittansicht zwei Bauteile hergestellt aus dem
erfindungsgemäßen Mehrschichtverbundwerkstoff, ein erstes Ausführungsbeispiel eines schematischen Aufbaus eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtverbundwerkstoffes im Coil-to-Coil-Verfahren, ein zweites Ausführungsbeispiel eines schematischen Aufbaus eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtverbundwerkstoffes im Coil-to-Coil-Verfahren, ein drittes Ausführungsbeispiel eines schematischen Aufbaus eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtverbundwerkstoffes im Coil/Band-to-Sheet/Blech-Verfahren, ein viertes Ausführungsbeispiel eines schematischen Aufbaus eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtverbundwerkstoffes im Coil/Band-to-Sheet/Blech-Verfahren,
Fig. 5a) ein Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs aus einem erfindungsgemäßen
Mehrschichtverbundwerkstoff in perspektivischer Darstellung, Fig. 5b) ein Bauteil hergestellt aus dem Halbzeug aus Fig. 5a) in perspektivischer Darstellung.
Fig. la) zeigt in einer Schnittansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines
Mehrschichtverbundwerkstoffes 2, bei welchem eine nichtmetallische, vorzugsweise Kunststoff aufweisende Kernschicht 4 mit einer metallischen Schicht, vorzugsweise einem Deckblech 6 verbunden ist, welches ein metallisches Formgedächtnismaterial aufweist. Vorzugsweise weist das Deckblech 6 eine eisenbasierende
Formgedächtnislegierung und die Kernschicht 4 einen thermoplastischen und faserverstärkten Kunststoff auf, beispielsweise einen kohlefaserverstärkten Blend aus Polyamid und Polyethylen. Insbesondere weist das Formgedächtnismaterial des Deckblechs 6 ein Formgedächtnis einer Form auf, welche von der hier gezeigten Form des Formgedächtnismaterials im Mehrschichtverbundwerkstoff verschieden ist. Fig. lb) zeigt in einer Schnittansicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines
Mehrschichtverbundwerkstoffes 2', bei welchem im Vergleich zu dem in Fig. la) gezeigten Ausführungsbeispiel an der dem Deckblech 6 gegenüberliegenden Seite ein weiteres metallisches Deckblech 8 mit der Kernschicht 4 verbunden ist. Das weitere Deckblech 8 kann dabei andere Materialien aufweisen, beispielsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Das Deckblech 8 kann aber ebenso wie das Deckblech 6 ein metallisches Formgedächtnismaterial aufweisen. Insbesondere kann in diesem Fall das Formgedächtnismaterial des Deckblechs 8 einen Formgedächtnis aufweisen, welches dem Formgedächtnis des ersten Deckblechs 6 entspricht, so dass sich die Umformeigenschaften der Deckbleche 6, 8 bei einer Aktivierung unterstützen.
Insbesondere weisen auch die Deckbleche 6, 8 näherungsweise die gleiche Dicke auf, so dass der Mehrschichtverbundwerkstoff näherungsweise entlang seiner Dicke symmetrisch ist. Alternativ kann ein metallisches Deckblech 8 auch ohne
Formgedächtniseigenschaft verwendet werden. Der Mehrschichtverbundwerkstoff 2" kann aber auch, wie in Fig. lc) gezeigt, mehrere nichtmetallische Schichten als Kernschichten 4a, 4b aufweisen, wobei eine metallische Schicht 6 mit Formgedächtnis zwischen den Schichten 4a, 4b angeordnet ist. Eine Vielzahl von weiteren Kombinationen und Anordnungen der Schichten ist denkbar.
Fig. 2a) -e) zeigen in einer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtverbundwerkstoffes 2, 2'. Zunächst wird in Fig. 2a) eine metallische Schicht, beispielsweise ein metallisches Deckblech 6, welches ein
Formgedächtnismaterial aufweist, bereitgestellt. Das Deckblech 6 kann dabei in Bandform vorliegen. Das Deckblech wird mindestens auf die Aktivierungstemperatur des Formgedächtnismaterials erwärmt und vorgeformt, beispielsweise wie in Fig. 2b) gezeigt in eine runde oder ovale Form. Optional wird anschließend das Deckblech in Fig. 2c) auf eine Temperatur unterhalb der Aktivierungstemperatur abgekühlt und erneut umgeformt, beispielsweise wieder in eine Bandform. Die Aktivierung kann aber beispielsweise auch über ein entsprechendes Magnetfeld bewirkt werden.
Schließlich wird das Deckblech 6 mit einer nichtmetallischen Schicht, beispielsweise der Kernschicht 4 verbunden, wobei die Umformung des Deckblechs 6 vor dem Verbinden mit der Kernschicht 4 geschehen kann, wie in Fig. 2c) gezeigt, oder gleichzeitig mit der Verbindung mit der Kernschicht 4 in Fig. 2d). Der
Mehrschichtverbundwerkstoff 2 in Fig. 2d) entspricht nun dem in Fig. la) gezeigten Ausführungsbeispiel, wobei das Formgedächtnismaterial ein Formgedächtnis über die in Fig. 2b) gezeigte Form oder alternativ eine Form zwischen Fig. 2b) und Fig. 2a), wenn der Formgedächtniseffekt so ausgelegt ist, dass keine vollständige
Rückverformung stattfindet, aufweist.
Wie in Fig. 2e) gezeigt, kann eine metallische Schicht, beispielsweise ein weiteres Deckblech 8 mit der Kernschicht 4 verbunden werden, wobei das Deckblech 8 im
Anschluss oder auch gleichzeitig mit dem Verbinden des ersten Deckblechs 6 mit der Kernschicht 4 im Mehrschichtverbundwerkstoff 2' angeordnet werden kann. Der Mehrschichtverbundwerkstoff 2' in Fig. 2e) entspricht nun auch dem in Fig. lb) gezeigten Ausführungsbeispiel, wobei das Formgedächtnismaterial ein
Formgedächtnis über die in Fig. 2b) gezeigte Form bzw. eine Form zwischen Fig. 2b) und Fig. 2a) aufweist. Fig. 2f) zeigt in einer Schnittansicht ein Bauteil 10 hergestellt aus dem in Fig. 2d) gezeigten Mehrschichtverbundwerkstoff 2. Die Herstellung des Bauteils 10 kann dabei durch Umformwerkzeuge bewirkt werden, wobei zusätzlich die Umformeigenschaften des Formgedächtnismaterials durch Aufwärmen mindestens auf die
Aktivierungstemperatur genutzt werden können. Insbesondere geschieht die
Herstellung des Bauteils 10 jedoch nur durch ein Aufwärmen des
Mehrschichtverbundwerkstoffes 2 mindestens auf die Aktivierungstemperatur, bei der das Formgedächtnis des Formgedächtnismaterials im Deckblech 6 aktiviert und die Form des Deckblechs 6 aus Fig. 2b) bzw. eine Form zwischen Fig. 2b) und Fig. 2a) wiederhergestellt wird. Es handelt sich dann dabei um einen selbstumformenden Mehrschichtverbundwerkstoff 2.
Analog dazu zeigt Fig. 2g) ein Bauteil 10' hergestellt aus dem in Fig. 2e) gezeigten Mehrschichtverbundwerkstoff 2'.
Fig. 3a) zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines schematischen Aufbaus eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtverbundwerkstoffes 2 im Coil-to-Coil- Verfahren, bei welchem zunächst ein bandförmiges metallisches Deckblech 6 von einem Coil 12 abgewickelt wird. In einer ersten Vorformstufe 14 wird das Deckblech 6 mindestens auf die Aktivierungstemperatur TA erwärmt und vorgeformt.
Anschließend wird das Deckblech 6 in der zweiten Umformstufe 16 unterhalb der Aktivierungstemperatur TA abgekühlt und umgeformt, beispielsweise wieder in eine Bandform. Das Material der Kernschicht 4 wird von einem zweiten Coil 18
abgewickelt und in einer Verbindungsvorrichtung 20, beispielsweise wie hier dargestellt durch eine Bandpresse, mit dem Deckblech 6 zu einem
Mehrschichtverbundwerkstoff 2 verbunden. Vereinfacht ist in den Fig. 3 und 4 nur ein Coil 18 für die Bereitstellung des Materials der Kernschicht 4 gezeigt, jedoch können insbesondere für faserverstärkte Kunststoffe innerhalb der Kernschicht mehrere Coils verwendet werden, beispielsweise separate Coils für ein Fasergewebe und eine Kunststoffmatrix. Der hergestellte Mehrschichtverbundwerkstoff 2 wird schließlich auf ein weiteres Coil 22 gewickelt. Fig. 3b) zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines schematischen Aufbaus eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtverbundwerkstoffes 2 im Coil-to-Coil- Verfahren. Das in der Fig. 3b) gezeigte Verfahren unterscheidet sich von dem in Fig. 3a) gezeigten Verfahren dadurch, dass in Fig. 3b) anstatt einer separaten zweiten Umformstufe 16 und einer Verbindungsvorrichtung 20 die Umformung des
Deckblechs 6 unterhalb der Aktivierungstemperatur TA und die Verbindung mit der Kernschicht 4 in einer einzigen Verbindungsvorrichtung 24 bewirkt wird. Damit kann ein Verfahrensschritt eingespart werden. Fig. 4a) zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines schematischen Aufbaus eines
Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtverbundwerkstoffes 2 im Coil/Band-to- Sheet/Blech-Verfahren. Das in der Fig. 4a) gezeigte Verfahren unterscheidet sich von dem in Fig. 3a) gezeigten Verfahren dadurch, dass in Fig. 4a) der
Mehrschichtverbundwerkstoff 2 nicht auf ein Coil 22 gewickelt wird, sondern in einem der Verbindungsvorrichtung 20 nachgeordneten Bandteiler 26 zu Blechen 28 verarbeitet wird.
Fig. 4b) zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines schematischen Aufbaus eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtverbundwerkstoffes im Coil/Band-to- Sheet/Blech-Verfahren, bei welchem analog zu Fig. 3b) die Umformung des
Deckblechs 6 unterhalb der Aktivierungstemperatur TA und die Verbindung mit der Kernschicht 4 in einer einzigen Verbindungsvorrichtung 24 bewirkt wird.
Fig. 5a) zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs 30 aus einem
erfindungsgemäßen Mehrschichtverbundwerkstoff in perspektivischer Darstellung. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Halbzeug aus einem
Mehrschichtverbundwerkstoff 2 mit einer Kernschicht 4 und einem Deckblech 6 hergestellt. Der Mehrschichtverbundwerkstoff 2 wurde dabei bereits in eine dem herzustellenden Bauteil 10 entsprechende Form zugeschnitten und weist den
Formgedächtniseffekt berücksichtigende, zielgerichtete technische Eigenschaften auf. Zur Herstellung des Bauteils 32 in Fig. 5b) kann das Halbzeug 30 zunächst mindestens auf die Aktivierungstemperatur des Formgedächtnismaterials erwärmt werden und anschließend, insbesondere unter Einbeziehung eines Formgedächtnisses, in die Endform des Bauteils 32 umgeformt werden. Vorzugsweise weist das Deckblech 6 des Halbzeugs 30 ein Formgedächtnis über eine Form auf, die dem herzustellenden Bauteil 32 entspricht. Dann kann das Bauteil 32 nur durch eine Aufheizung des Halbzeugs 30 über die Aktivierungstemperatur TA durch eine Aktivierung des
Formgedächtnismaterials ohne weitere Umformwerkzeuge hergestellt werden.

Claims

Patentansprüche
Mehrschichtverbundwerkstoff
mit mindestens einer nichtmetallischen, vorzugsweise Kunststoff aufweisenden Schicht und
mit mindestens einer metallischen Schicht, wobei
die mindestens eine metallische Schicht ein erstes metallisches
Formgedächtnismaterial aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine zweite metallische Schicht vorgesehen ist und die mindestens zwei metallische Schichten an gegenüberliegenden Seiten der nichtmetallischen Schicht angeordnet sind.
Mehrschichtverbundwerkstoff nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Formgedächtnismaterial ein Formgedächtnis einer zuvor eingebrachten Form aufweist.
Mehrschichtverbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die nichtmetallische Schicht einen thermoplastischen Kunststoff aufweist, vorzugsweise Polyamid, Polyethylen oder ein Blend aus Polyamid und
Polyethylen.
Mehrschichtverbundwerkstoff nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Glasübergangstemperatur oder die Schmelztemperatur des
thermoplastischen Kunststoffes im Bereich von ±100°C, insbesondere ±50°C, vorzugsweise ±25°C der Aktivierungstemperatur des Formgedächtnismaterials liegt.
Mehrschichtverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die nichtmetallische Schicht einen faserverstärkten Kunststoff, insbesondere einen kohlefaserverstärkten Kunststoff aufweist.
Mehrschichtverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Formgedächtnismaterial eine eisenbasierende Formgedächtnislegierung vorgesehen ist, insbesondere eine Fe-Legierung, Fe-Mn-Legierung, Fe-Mn-Si- Legierung, Fe-Mn-Si-Cr-Legierung oder Fe-Mn-Si-Cr-Ni-Legierung vorgesehen ist.
Mehrschichtverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dicke der metallischen Schicht zwischen 0,15 und 1,0 mm, insbesondere zwischen 0,2 und 0,5 mm liegt.
Mehrschichtverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dicke der nichtmetallischen Schicht zwischen 0,3 und 2,0 mm, insbesondere zwischen 0,4 und 1,0 mm liegt.
Mehrschichtverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine zweite ein metallisches Formgedächtnismaterial aufweisende Schicht vorgesehen ist und
die mindestens zwei metallischen Schichten an gegenüberliegenden Seiten der nichtmetallischen Schicht angeordnet sind.
10. Mehrschichtverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
eine der metallischen Schichten Aluminium oder eine Aluminiumlegierung aufweist.
11. Mehrschichtverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Mehrschichtverbundwerkstoff bandförmig ist. 12. Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtverbundwerkstoffes, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
bei dem mindestens eine metallische, ein Formgedächtnismaterial aufweisende Schicht mit mindestens einer nichtmetallischen, vorzugsweise Kunststoff aufweisenden Schicht verbunden wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
nichtmetallische Schicht mit mindestens einer zweiten metallischen Schicht verbunden wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine erste metallische, ein Formgedächtnismaterial aufweisende Schicht mindestens auf die Aktivierungstemperatur erwärmt und vorgeformt wird und anschließend die metallische, ein Formgedächtnismaterial aufweisende Schicht auf eine Temperatur unterhalb der Aktivierungstemperatur abgekühlt und erneut umgeformt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umformung der Formgedächtnismaterial aufweisenden Schicht gleichzeitig mit der Verbindung der nichtmetallischen, vorzugsweise Kunststoff
aufweisenden Schicht durchgeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite metallische Schicht ein Formgedächtnismaterial aufweist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
die nichtmetallische Schicht mit mindestens einer weiteren metallischen Schicht verbunden wird, welches Aluminium oder eine Aluminiumlegierung aufweist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Mehrschichtverbundwerkstoff in einem Coil-to-Coil-Verfahren hergestellt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Mehrschichtverbundwerkstoff in einem Coil/Band-to-Sheet/Blech-Verfahren hergestellt wird.
19. Halbzeug hergestellt aus einem Mehrschichtverbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
20. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils unter Verwendung eines Halbzeugs nach Anspruch 19,
bei dem das Halbzeug mindestens auf die Aktivierungstemperatur des
Formgedächtnismaterials erwärmt wird und das Halbzeug sich über das
Formgedächtnis des Formgedächtnismaterials zu dem gewünschten Bauteil umformt.
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