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Bewertung des Anbindungsverhaltens in Hybrid-Spritzguss-Bauteilen mittels Rippen-Scherversuch

Sonntag (01.01.2040)
00:00 - 19:06 Uhr

00:00 - 19:06 Uhr

Faserverstärkte Kunststoffverbunde (FKV) nehmen als moderne Leichtbauwerkstoffe aufgrund ihrer hervorragenden spezifischen Eigenschaften sowie der steigenden ökonomischen und ökologischen Anforderungen eine wichtige Rolle ein. Neben den faserverstärkten Duroplasten liegt der derzeitige Fokus der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten auf thermoplastischen Compositen (TPC).

Um eine wirtschaftliche Herstellung von thermoplastischen Leichtbaustrukturen zu ermöglichen, wurde das Hybrid-Spritzgussverfahren entwickelt, welches die Vorteile von Serientauglichkeit und Gestaltungsfreiheit des Kunststoffverarbeitungsprozesses mit den hohen mechanischen Eigenschaften von Faserverbundkunststoffen (FVK) vereint. So können TPC-Strukturen, wie Laminate aus UD-Tapes oder Organobleche, in einem Herstellungsprozess umgeformt und durch Hinterspritzen von beispielsweise Rippen oder Lasteinleitungselementen optimal funktionalisiert werden.

Für die Zuverlässigkeit von derartigen hochbelastbaren Leichtbaustrukturen ist die Anbindung des angespritzten Materials an die endlosfaserverstärkten Einleger es-sentiell. Zur Bewertung dieses Anbindungsverhaltens wurde ein Rippen-Scherversuch entwickelt bei dem die angespritzten Rippen eines Hybrid-Spritzguss-Bauteils von der Faserverbundstruktur abgeschert werden. Mit der dabei ermittelten Schub-Versagensspannung lassen sich nun Rückschlüsse von den Prozessparametern des Herstellungsprozesses auf die lokalen Bauteileigenschaften ziehen. Um vorhandene mikrostrukturelle Einflüsse der T-Prüfkörper besser bewerten zu können, wurden zudem morphologische Analysen mittels Mikro-Röntgen-CT durchgeführt. In verschiedenen Versuchsreihen konnte ein Einfluss der Prozessparameter auf das Anbindungsverhalten festgestellt werden.

Sprecher/Referent:
Dipl.-Ing. Anne Geyer
Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur v. Werkstoffen und Systemen IMWS
Weitere Autoren/Referenten:
  • Thomas Gläßer
    Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
  • Dr. Matthias Zscheyge
    Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
  • Dr. Ralf Schlimper
    Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS