Was ist Clinchen?

Clinchen ist ein Fügeverfahren, bei dem die Fügepartner durch hohe Flächenpressungen und Reibung lokal stark belastet werden. Insbesondere zwischen den plan zueinander ausgerichteten Arbeitsflächen des Werkzeugs treten hohe Kräfte auf. Dies sind die Flächen der Messer, die gegen die in der Matrize befindliche Rohteilauflage wirken. Die anderen aktiven Flächen als Gegenstücke sind die Stempelfläche und die Ambossfläche. Hinzu kommt eine hohe Reibung durch den radialen Fluss der Fügeteile über die Radien der Schaufeln und der Stempelkante, da die Vektoren der aufgebrachten Druckspannungen senkrecht zu denen der Materialflussrichtung stehen. Der Clinch hat sich in der Praxis längst bewährt. Das Verfahren ist eine effiziente Lösung zum Verbinden von Blechen in einem kontinuierlichen Umformprozess mit formschlüssiger und partieller Materialverbindung. Das Verfahren vereint mehrere Vorteile: Der Clinchprozess schont die Materialoberfläche und ist flexibel in Bezug auf Blechdicke, Sorte und Oberfläche. Darüber hinaus können mehrere Schichten zuverlässig miteinander verbunden werden. Da das Verfahren im Gegensatz zum Schweißen ohne Wärmezufuhr durchgeführt wird, kommt es zu keinem Verzug des Werkstücks. Außerdem können thermisch empfindliche Materialien, wie z. B. Kunststoffgehäuse, während des Fügevorgangs in der Nähe der Fuge platziert werden, ohne beschädigt zu werden. Darüber hinaus kann der Prozess automatisch und präzise gesteuert werden.

Herstellung von leitfähigen Clinchverbindungen

Die nicht lösbare, knopfartige Verbindung beim Clinchen hat außerdem eine höhere elektrische Leitfähigkeit als andere Verbindungstechniken. Damit das Verfahren jedoch optimal in elektrischen Baugruppen eingesetzt werden kann, müssen hohe Qualitätsanforderungen erfüllt werden. Ein genauerer Blick auf den Fügebereich offenbart den Grund für die gute Leitfähigkeit der e-clinch Verbindung: Beim Einpressen entsteht neben Form- und Kraftschluss teilweise auch eine stoffliche Verbindung in Form von sogenannten metallischen Mikrokontakten. Die zusammengefügten Platten fließen praktisch ineinander, so dass eine optimal leitfähige Struktur entsteht. Es ist jedoch eine Herausforderung, eine dauerhaft leitende Verbindung herzustellen. Die Leitfähigkeit wird durch Korrosion oder Relaxation, d. h. Lockerung durch Kriechen oder unter mechanischer oder thermischer Einwirkung, erheblich verringert. Das Clinchen benötigt im Gegensatz zu anderen Verbindungsarten keine Füllstoffe, schneidet die Oberfläche nicht an und erhält so eine flexible Schutzschicht. Es kann Aluminium mit Kupfer verbinden, eine Materialkombination, die häufig in Batteriemodulen verwendet wird, ohne dass eine isolierende intermetallische Phase entsteht.