Ultrasonic joining of through-the-thickness reinforced metal-composite hybrid structures

Verbindungskonzepte, die traditionell für den Verbinden von Metall-Verbundstoff-Strukturen verwendet werden, weisen mehrere Beschränkungen in Bezug auf den Lasttransfer zwischen den Materialien. Die vorliegende Doktorarbeit zielt auf die Einführung von Ultrasonic Joining (U-Joining) ab, einem neuen Fügeverfahren zur Herstellung von throught-the-thickness verstärkten Hybridverbindungen aus Metall und Faserverbundwerkstoff mit verbesserter out-of-plane Festigkeit. Um die Machbarkeit des Fügeprozesses zu demonstrieren und die Korrelation zwischen Prozess- und Fügeeigenschaften zu beschreiben, wurde ein Fallstudienansatz gewählt, der kommerziell erhältliches glasfaserverstärktes Polyetherimid und MIM-Structured Ti-6Al-4V verwendet.Joining concepts that are traditionally used to join hybrid metal-composite structures present several limitations with regard to load transfer between the materials. The present doctoral thesis aims at introducing the Ultrasonic Joining (U-Joining), a new joining approach to produce through-the-thickness reinforced metal-composite hybrid joints that have improved out-of-plane strength. In order to demonstrate the process feasibility and describe the correlation between process and joint properties, a case study approach was chosen, using commercially available glass-fiber reinforced polyetherimide and MIM-Structured Ti-6Al-4V