23/02/2015

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IKV + IUL: Gemeinsame Forschung - Tiefziehen und Hinterspritzen von Kunststoff/Metall-Strukturbauteilen in einem Schritt

Gemeinsam mit dem Institut für Umformtechnik und Leichtbau (IUL) der Technischen Universität Dortmund erforscht das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen die Verfahrenskombination Tiefziehen und Hinterspritzen zur Herstellung hybrider Kunststoff/Metall-Strukturbauteile.

Solche hybriden Bauteile werden derzeit verstärkt als leichte, tragende Strukturen im Kraftfahrzeug eingesetzt. Diese Strukturen bestehen aus einer tiefgezogenen Blechkomponente mit einer Dicke von ca. 1 mm, die mit einer Kunststoffkomponente hinterspritzt wird. Die Kunststoffkomponente dient dabei zur Versteifung. Sie kann auch Funktions- und Befestigungselemente enthalten. Voraussetzung für die werkstoffgerechte Herstellung dieser hybriden Bauteile ist ein Haftvermittler, der zunächst auf die Blechkomponente aufgetragen wird. Damit entsteht eine stoffschlüssige Verbindung, die für einen homogenen Spannungsverlauf im hybriden Bauteil sorgt.

Dieses kombinierte Verfahren nutzt zur Umformung des Metallblechs die Schließbewegung des Spritzgießwerkzeugs. Denn die Kinematik eines Spritzgießwerkzeugs ähnelt der eines Tiefziehwerkzeugs. Dadurch wird ein Prozessschritt eingespart. Ein Metalleinleger wird so während des integrierten Prozesses erst durch Tiefziehen vorgeformt und anschließend mit der Kunststoffschmelze weiter ausgeformt.

Kern des Kombinationsverfahrens bildet die kombinierte Werkzeugtechnik, welche die Elemente eines Tiefziehwerkzeugs mit denen eines Spritzgießwerkzeugs vereint. Ziehstempel und -matrize sind dabei die formgebenden Elemente. Ein unabhängig von der Schließeinheit der Spritzgießmaschine steuerbarer Niederhalter sorgt für ein kontrolliertes Nachfließen des Bleches und vermeidet die Faltenbildung am tiefgezogenen Bauteil. Das kombinierte Spritzgießwerkzeug wurde bei Herrmann Rausch Formenbau, Hösbach, gefertigt und steht ab sofort für die Untersuchung der Verfahrenskombination den Projektpartnern IUL und IKV zur Verfügung.

Die systematische Analyse dieses Kombinationsverfahrens wird über die AiF im Rahmen der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

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