31.08.2018
Höchsten Belastungen gemeinsam standhalten - SKZ und ILK erforschen gemeinsam Verbindungsfestigkeit in Hybridstrukturen
Lokal funktionalisierte Organobleche: Kreuzrippenmuster (a), Lasteinleitungszone (b), umsäumter Randbereich einer Textilverstärkung (c), Versteifungsrippe mit ausgeprägtem Rippenfuß im Schliffbild (d)
Leichtbau spielt eine zentrale Rolle bei der Entwicklung ressourceneffizienter Anwendungen Fahrzeug- und Maschinenbau. Zur Realisierung von leichten aber dennoch hochbelastbaren Bauteilen kommen vermehrt Hybridstrukturen aus faserverstärkten Thermoplasten und textilverstärkten Halbzeugen in Form von Organoblechen oder Tapes zum Einsatz. Diese Kombination aus hochfesten textilen Einlegern und den angespritzten Struktur- und Funktionselementen ermöglicht einen starken Zugewinn von geometrischen Freiheitsgraden bei gleichzeitig kurzen Taktzeiten.
Die Verbindungsfestigkeit zwischen der Spritzgießstruktur und dem Faserverbund ist dabei von entscheidender Bedeutung für die Tragfähigkeit von hochbelasteten Hybridbauteilen. Bisher fehlt jedoch den Konstrukteuren die Kenntnis, wie sich geometrische, werkstoffliche und prozesstechnische Einflüsse auf die Verbindungsfestigkeit auswirken.
Gemeinsam mit dem Kunststoff-Zentrum SKZ hat das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden ein neues Forschungsvorhaben gestartet mit dem Ziel, die Verbundhaftung in der Grenzschicht zwischen angespritzten Verstärkungsstrukturen und dem eingelegten textilen Halbzeug umfassend zu analysieren sowie die wesentlichen Einflussgrößen auf die Verbindungsfestigkeit herauszuarbeiten. Aus den Forschungsergebnissen des Projektes „Eigenschaften der Verbindungszone in textilverstärkten Thermoplast-Hybridstrukturen“ soll abschließend ein Konstruktionsleitfaden für die beanspruchungs- und prozessgerechte Gestaltung der Verbindungszonen von Hybridstrukturen generiert werden. Davon können Konstrukteure, Werkzeugbauer und Spritzgießverarbeiter gleichermaßen profitieren.
Das IGF-Vorhaben 19917 BG der Forschungsvereinigung FSKZ wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Das Projekt hat eine Laufzeit von zwei Jahren und ist am 1. Juni 2018 gestartet. Interessierte Unternehmen sind herzlich eingeladen, im Projektbegleitenden Ausschuss kostenlos mitzuwirken und sich über die aktuellen Ergebnisse zu informieren. Das Auftakttreffen des Ausschusses findet am 05. September 2018 am Kunststoff-Zentrum SKZ in Würzburg statt.
© Tanja Kirsten
Dr.-Ing. Robert Kupfer
Leiter Neutralleichtbau
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Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik
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