14.01.2014

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ILK: Textilverbundstrukturen im Spritzgießverfahren funktionalisieren

Faserverbundwerkstoffe mit thermoplastischer Matrix sind aufgrund ihrer guten strukturellen Eigenschaften in Verbindung mit effizienten Verarbeitungsprozessen für Leichtbauanwendungen in der Großserie geradezu prädestiniert. Neben der industriell bereits etablierten Umformung von ebenen Textil-Thermoplast-Verbundhalbzeugen (Organobleche) zu schalen- und trägerförmigen Bauteilen wurden am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden erstmals seriengerechte Lösungen zur Herstellung und Verarbeitung von Halbzeugen für die Fertigung von dreidimensional gekrümmten Hohlprofilen entwickelt.

Durch die gezielte Ausnutzung der Schmelz- und Schweißbarkeit thermoplastischer Matrices lassen sich den Angaben zufolge derartige Textilverbundstrukturen im Spritzgießverfahren funktionalisieren. So sei es möglich, Rippen, Anschraubpunkte oder Clipverbindungen stoffschlüssig an der Struktur auszubilden.

Während das Hinterspritzen umgeformter Organobleche bereits auf dem Weg in die Serienanwendung ist, sind für zentrale Fragestellungen bei der spritzgießtechnischen Funktionalisierung von Textil-Thermoplast-Hohlstrukturen noch serienfähige Lösungen zu entwickeln.

Am ILK werden derzeit anhand einer Rohrstruktur mit veränderlichen Profilquerschnitten mögliche Strategien zur Anbindung von Funktionselementen entwickelt. Eine große Herausforderung beim Umspritzen der Hohlprofile ist das Verhindern des lokalen Kollabierens der Struktur infolge des hohen Spritzdruckes. Hierzu wurden am ILK verschiedene Kernkonzepte zur Stabilisierung von geraden und stark gekrümmten Profilen mit veränderlichen, auch stark gekrümmten, Querschnitten erarbeitet und experimentell validiert. Darüber hinaus stehen Möglichkeiten zur Optimierung der Verbindungsfestigkeit von Formmasse und textilverstärkter Hohlstruktur im Fokus der Untersuchungen. Neben diesen experimentellen Analysen werden am ILK auch angepasste Methoden zur Prozess- und Struktursimulation erprobt und im Hinblick auf ihre Vorhersagequalität bewertet.

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