Spritzgießen faserverstärkter (Hybrid)bauteile
Gerade beim Spritzgießen spielt die Integration von Funktionen und die geometrisch freie Bauteilgestaltung mittels langfaserverstärkter Thermoplaste (LFT, T-RTM) bzw. Duromere (SMC, RTM, RIM, LFI) die zentrale Rolle.
Neben der Werkstoffentwicklung, die für die jeweiligen Verfahren mit direkter Faserverbundwerkstoffaufbereitung, sowohl im Pressen als auch im Spritzgießen, die hohen Freiheitsgrade zur maßgeschneiderten Bauteilentwicklung nutzt, gilt es beim Spritzgießen die Faserlänge durch die Entwicklung geeigneter Anlagenkomponenten zu erhalten.
Die Herausforderung bei der Herstellung lokal endlosfaser- oder metalleinlegerverstärkter Faserverbundbauteile ist im Spritzgießen aufgrund der vertikalen Trennebene sehr anspruchsvoll.
Die Partner im Cluster besitzen die einzigartige Möglichkeit, beide Technologien einzusetzen, zu vergleichen und durch in gemeinsamen Projekten identifizierte Synergien zu verbessern.
Arbeitsschwerpunkte hierbei sind:
- Vergleich der Verfahren hinsichtlich der erzielbaren Werkstoffkennwerte
- Reduktion der Faserschädigung im Spritzgießprozess
- Verfahrens- und Anlagenentwicklung zur anwendungsorientierten lokalen Endlosfaserverstärkung von Bauteilen (Tailored LFT bzw. SMC)
- Entwicklung geeigneter Handhabungs- und Automationstechnologien zur prozessintegrierten Herstellung von TFP-Strukturen auf Basis biegeschlaffer (trockener und nasser, d.h. imprägnierter, klebriger) sowie formstabiler, bereits ausgehärteter Verstärkungsstrukturen und zur positionsgenauen Ablage im Werkzeug
- Wie auch beim Pressen vorgesehen - Entwicklung geeigneter Werkzeugtechnologien, welche die Position des TFP beim Formfüllvorgang sicherstellen und das Verrutschen aufgrund der auftretenden Scherkräfte verhindern
- Umformen metallischer Strukturen durch die polymere Schmelze und Anspritzen von Funktionen
Die Herstellung von generischen Demonstratoren mit lokaler Endlosfaserverstärkung ermöglicht eine technologische Bewertung verfahrenstechnischer Neuerungen sowie die Ableitung von Gestaltungsrichtlinien zur Auslegung von lokal zusätzlich verstärkten Bauteilen und die Überführung in Methoden.